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Ordinateurs quantiques : menace imminente pour la sécurité des bitcoins

Les bitcoins prennent d’assaut le monde. La monnaie numérique décentralisée est une plateforme de paiement sécurisé utilisable par tout le monde peut utiliser exempte de toute interférence gouvernementale et exploitée par un réseau peer-to-peer.

L’indépendance constitue une des raisons principales de la popularité du bitcoin, ce qui a entraîné une forte hausse de sa valeur. Les bitcoins se caractérisent par un haut niveau de sécurité au travers de 2 fonctions importantes qui les empêchent d’être volés ou copiés. Ces dernières sont basées sur des protocoles cryptographiques difficiles à “casser”. Mais il y a un problème à l’horizon. Les ordinateurs quantiques peuvent résoudre ces problèmes facilement. Et les premiers ordinateurs quantiques sont actuellement en cours de développement. Cela soulève une question assez urgente : dans quelle mesure le Bitcoin est-il à l’abri des attaques de type quantique qui seront possibles dans les prochaines années ? Divesh Aggarwal et quelques collègues de l’Université nationale de Singapour s’y sont justement intéressés. Ils ont étudié la menace que représentent les ordinateurs quantiques pour le Bitcoin. Et ce danger serait réel et imminent.

Les transactions Bitcoin sont stockées dans un registre distribué qui rassemble toutes les transactions effectuées au cours d’une période de temps spécifique, généralement d’environ 10 minutes. Ce paquet de transactions, appelé un bloc, contient également un hachage cryptographique (Un hachage est une fonction mathématique qui transforme un ensemble de données de n’importe quelle longueur en un ensemble de longueur spécifique.)  du bloc précédent, qui contient un hachage cryptographique de celui d’avant, et ainsi de suite tout au long de la chaîne. D’où le terme blockchain. Le nouveau bloc doit également contenir un nombre appelé un “nonce” qui dispose d’une propriété spéciale. Lorsque ce nonce est haché, ou combiné mathématiquement, avec le contenu du bloc, le résultat doit être inférieur à une certaine valeur cible spécifique. C’est ce qui permet à n’importe qui de vérifier le bloc. Mais générer le nonce prend beaucoup de temps, puisque la seule façon de le faire est d’utiliser la force brute de calcul pour essayer les nombres les uns après les autres jusqu’à ce qu’il soit trouvé. Ce processus de recherche d’un nonce, appelé minage, est récompensé par des bitcoins. Le minage demande de telles ressources de calcul que la tâche est généralement répartie entre plusieurs ordinateurs qui partagent la récompense. Le bloc est ensuite placé sur le registre distribué et, une fois validé, incorporé dans la chaîne de blocs. Les mineurs commencent alors à travailler sur le bloc suivant.

Ce processus a un talon d’Achille. Si un groupe de mineurs contrôle plus de 50% de la puissance de calcul sur le réseau, il peut toujours extraire les blocs plus rapidement que les 49% restants. Dans ce cas, il prend le contrôle du registre des transactions. Ce scénario devient plausible pour qui serait propriétaire malveillant d’un ordinateur quantique utilisé pour miner le Bitcoin.

Mais il y a encore une autre menace beaucoup plus inquiétante. Le Bitcoin dispose d’une autre fonction de sécurité cryptographique pour s’assurer que seul le propriétaire d’un Bitcoin puisse le dépenser. Pour cela le propriétaire génère deux nombres : une clé privée secrète et une clé publique publiée. La clé publique peut être facilement générée à partir de la clé privée, mais pas l’inverse. Une signature peut être utilisée pour vérifier que le propriétaire détient la clé privée, sans qu’il ne la révèle, via une technique ou schéma de signature exploitant les courbes elliptiques. De cette façon, le destinataire de la transaction peut vérifier que le propriétaire possède bien la clé privée et a donc le droit de dépenser le Bitcoin. La seule façon de tromper ce système est de calculer la clé privée à partir de la clé publique. C’est extrêmement difficile avec les ordinateurs conventionnels, mais pas du tout pour un ordinateur quantique.

La suite ici (Emerging Technology from the arXiv)

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Loïc Bardon
A propos Loïc Bardon

Co-fondateur de Paris Singularity, think&do tank virtuel d'empowerment citoyen Prospectiviste passionné par la 4e révolution "industrielle"/singularité impulsée par les technologies NBIC(Nano/Bio/Info/Cogno)

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