L’informatique quantique n’est plus un concept théorique lointain ; cela devient rapidement une réalité pratique. À mesure que cette technologie progresse, elle constitue une menace importante pour les systèmes cryptographiques actuels, qui sont à la base de la technologie blockchain.
L’importance de la sécurité quantique dans la blockchain ne peut être surestimée. L'informatique quantique menace les algorithmes classiques comme RSA et ECC qui prennent en charge les communications sécurisées. La mise en œuvre d’algorithmes résistants aux quantiques garantit l’intégrité et la sécurité des données de la blockchain afin de se prémunir contre les attaques quantiques et de préserver l’immuabilité, la sécurité et la fiabilité de la technologie.
Vitalik Buterin, co-fondateur d'Ethereum, a évoqué les menaces potentielles posées par l'informatique quantique de la technologie blockchain. De plus, le PDG de Post-Quantum, Andersen Chen, a déclaré : « D’ici trois ans, il y a une chance sur sept que les ordinateurs quantiques brisent les systèmes de cryptage informatiques les plus utilisés ; ce chiffre atteindra 50 % d’ici 2031. »
Dans cet article, nous approfondirons l’importance de la sécurité quantique dans le secteur de la blockchain et discuterons de l’étude de cas de l’approche pionnière de Quranium en matière de technologie de registre distribué (DLT) à résistance quantique.
Les menaces de l’informatique quantique pour les blockchains
Menace quantique pour la blockchain renforçant le besoin d'une sécurité à l'épreuve quantique
Les ordinateurs quantiques sont comme des ordinateurs super puissants capables de résoudre des problèmes trop complexes pour les ordinateurs classiques. Cette puissance provient des bits quantiques (ou qubits) qui peuvent effectuer plusieurs calculs à la fois. Une grande inquiétude est que ces ordinateurs pourraient un jour briser de nombreuses méthodes de cryptage qui assurent la sécurité de nos données.
Par exemple, l’algorithme de signature numérique à courbe elliptique (ECDSA) est aujourd’hui l’algorithme cryptographique le plus largement utilisé implémenté par les blockchains. Il présente une grave faiblesse par rapport à une attaque quantique, car il a été conçu pour être utilisé dans des ordinateurs pré-quantiques qui pourraient être exploités par des acteurs hostiles allant des manipulateurs de marché aux États anti-crypto.
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Les ordinateurs quantiques exploitent les principes de la mécanique quantique tels que la superposition et l’intrication pour résoudre des problèmes complexes de manière exponentielle plus rapidement que les ordinateurs classiques. Sans aucun doute, cela constitue une menace pour les systèmes cryptographiques qui sécurisent les transactions blockchain. Curieux de savoir comment ?
Impact sur la cryptographie à clé publique
Les algorithmes quantiques comme celui de Shor peuvent briser les méthodes cryptographiques à clé publique largement utilisées, conduisant à des accès non autorisés potentiels et à des falsifications de transactions, ce qui montre clairement la nécessité d’une sécurité quantique.
Impact sur la cryptographie à clé symétrique
Bien que la cryptographie à clé symétrique soit plus résistante, des algorithmes comme celui de Grover peuvent réduire la sécurité de ces clés et nécessitent des clés plus longues pour maintenir la sécurité.
En outre, il est important de connaître les risques posés par les ordinateurs quantiques aux protocoles réseau, qui peuvent être classés en deux domaines principaux : les algorithmes de cryptage compromis et les signatures numériques compromises.
Premièrement, les ordinateurs quantiques ont la capacité de compromettre les algorithmes de chiffrement intégrés à ces protocoles, mettant littéralement en péril la confidentialité et l’intégrité des données. Les méthodes de chiffrement qui s’appuient sur la complexité des problèmes mathématiques deviennent vulnérables aux algorithmes quantiques comme l’algorithme de Shor.
Deuxièmement, les ordinateurs quantiques peuvent compromettre l’authenticité et la non-répudiation fournies par les signatures numériques – essentielles pour vérifier la source et l’intégrité des documents et transactions numériques.
Bitcoins vulnérables quantiques au fil du temps
En plus de cela, l’informatique quantique menace le cryptage du crypto mining qui peut potentiellement permettre des vols. En savoir plus ici dans cet article.
Pour remédier à ces vulnérabilités, les chercheurs ont exploré des solutions de cryptographie post-quantique (PQC) résistantes à de telles attaques.
Développements de la cryptographie résistante aux quantiques
Des efforts importants sont en cours pour développer des algorithmes cryptographiques résistants aux quantiques. L’Institut national américain des normes et technologies (NIST) a sélectionné plusieurs algorithmes pour les normes cryptographiques post-quantiques.
Standardisation de la cryptographie post-quantique du NIST
Le NIST a choisi quatre algorithmes comme base des normes cryptographiques post-quantiques, à savoir :
CRISTAUX-Kyber
CRISTAUX-Dilithium
SPHINCS+
FAUCON
Mais attention, la transition vers une cryptographie à résistance quantique implique des défis techniques, logistiques et pédagogiques. Et au milieu des défis croissants posés par l’informatique quantique, Quranium apparaît comme une plate-forme visionnaire qui établit de nouvelles normes en matière de sécurité quantique pour l’espace blockchain. Explorons l’approche unique de Quranium en matière de cryptographie à résistance quantique et son architecture innovante.
Capacités de sécurité quantiques de Quranium : une étude de cas
Quranium est une plate-forme blockchain innovante conçue pour relever les défis actuels et futurs du DLT et se concentre spécifiquement sur l'atténuation des risques posés par l'informatique quantique aux méthodes cryptographiques traditionnelles.
Parlons de la manière dont Quranium fait face à ces défis de front.
Noyau résistant aux quantiques : SPHINCS+ et WOTS+
Quranium intègre le schéma de signature post-quantique basé sur le hachage approuvé par le NIST – l'algorithme SPHINCS+.
SPHINCS+ implémente des signatures sans état basées sur le hachage pour PQC. Cette conception évite la cryptanalyse bien comprise des schémas basés sur des réseaux et des codes par l’algorithme de Shor, garantissant ainsi une sécurité à long terme à l’ère quantique. De plus, sa nature apatride élimine les frais de gestion des clés et réduit les erreurs humaines. Le système offre de la flexibilité en ajustant la taille de la signature en fonction des compromis souhaités entre la sécurité et la vitesse.
Quranium sécurise davantage sa plateforme avec WOTS+. Comme son nom l'indique, il est conçu pour un usage unique par paire de clés afin que chaque clé de signature ne soit utilisée pour signer qu'un seul document ou transaction.
Mais pourquoi est-ce important ? Eh bien, cela complique considérablement les vecteurs d’attaque potentiels et améliore la résilience de la plateforme contre les cyberattaques sophistiquées.
Architecture hybride double couche
Quranium s’attaque au « trilemme de la blockchain » – les défis liés à la réalisation simultanée de l’évolutivité, de la sécurité et de la décentralisation – avec une architecture hybride. Ainsi, en intégrant la blockchain traditionnelle à un système BlockDAG, Quranium fournit une plate-forme plus évolutive et plus efficace avec un niveau de sécurité de haut niveau et garantit une sécurité quantique.
Couche principale (preuve de travail pour la sécurité)
Fournissant une base solide pour l’ensemble du réseau, la couche centrale de l’architecture de Quranium est réputée pour sa sécurité suprême et sa résistance aux attaques, car elle garantit l’immuabilité et l’intégrité du grand livre.
Crust Layer (vitesse et évolutivité avec BlockDAG)
Si une blockchain est une ligne droite de blocs, un BlockDAG est comme un site Web. Chaque bloc peut être connecté à plusieurs blocs au lieu d’un seul – en fin de compte, davantage de transactions sont traitées en parallèle, accélérant ainsi le processus de vérification. C’est particulièrement utile dans un système comme PoR où de nombreux participants peuvent ajouter des informations en même temps.
Preuve de respect (PoR) pour la collaboration et l'équité
Quranium utilise un mécanisme de consensus unique appelé Preuve de Respect qui donne la priorité à la qualité et à l'utilité des contributions plutôt qu'à la puissance de calcul brute. De toute évidence, cela favorise un environnement de réseau collaboratif et équitable où la participation honnête est récompensée.
En intégrant PoR dans la structure BlockDAG, Quranium atteint deux objectifs cruciaux.
Premièrement, il donne la priorité à la sécurité du réseau en décourageant les activités malveillantes, car elles ne rapporteront aucune récompense.
Deuxièmement, cela démocratise le processus de validation et de création de blocs, rendant le réseau plus inclusif.
Mécanisme de « point de vérité » pour la cohérence
L’architecture de Quranium crée périodiquement un bloc « Point de vérité » dans la couche de croûte toutes les demi-heures, qui sert de point de référence pour tous les blocs précédents afin que les blocs suivants s’ancrent à ce point plutôt qu’à toute la chaîne de blocs.
Intégration de l'IoT
Quranium est conçu pour intégrer en toute sécurité des appareils Internet des objets (IoT) à son réseau et en utilisant un DLT résistant aux quantiques, Quranium peut fournir un environnement sécurisé pour ces appareils.
Pourquoi Quranium est-il la réponse à la sécurité quantique dans la blockchain ?
Quranium présente une solution convaincante pour la sécurité de la blockchain face aux menaces potentielles de l'informatique quantique. Peut-être que sa principale défense réside dans les capacités PQC de SPHINCS+ et WOTS+. Au-delà de la résistance quantique –
L’architecture de Quranium atténue le risque d’attaques à longue portée (LRA) et réduit la faisabilité des problèmes « rien en jeu » en rendant la prise en charge de plusieurs historiques de blockchain coûteuse et non rentable en termes de calcul.
Alors que le modèle PoR basé sur la réputation et la contribution incite les validateurs à agir honnêtement et lie leur capacité à gagner des récompenses à leur comportement, Quranium utilise un mécanisme anti-corruption innovant dans lequel les utilisateurs qui misent des pièces Quranium pour un engagement dans des contrats intelligents voient le réseau augmenter de manière autonome le pool de mises. ce qui rend extrêmement coûteux pour les attaquants l’accumulation d’une participation majoritaire.
De plus, Quranium prend en charge les microtransactions à grande vitesse et les interactions sécurisées de machine à machine.
Enfin, en étant construit à partir de zéro avec à l’esprit une sécurité quantique, Quranium est mieux placé pour s’adapter aux futures avancées technologiques et menaces de sécurité.
L’informatique quantique présente à la fois des opportunités sans précédent et des défis formidables. Alors que l’informatique quantique approche du « jour Q », l’impératif de solutions cryptographiques à preuve quantique devient non négociable. L’adoption d’algorithmes résistants aux quantiques n’est pas simplement une mesure défensive mais une stratégie prospective pour garantir la sécurité et l’intégrité des infrastructures numériques.
Kapil Dhiman, co-fondateur et PDG, Quranium
Conclusion
Les ordinateurs quantiques arrivent et quiconque souhaite sécuriser adéquatement ses données doit commencer dès maintenant à regarder vers l’avenir.
Le spectre de l’informatique quantique jette une ombre longue sur le monde de la blockchain. Les méthodes cryptographiques actuelles, fondement de la sécurité de la blockchain, sont susceptibles d’être détruites par ces puissantes machines, menaçant le fondement même de la confiance et de l’immuabilité que promet la blockchain.
C’est ici que Quranium apparaît comme une lueur d’espoir, adoptant une approche sur plusieurs fronts pour lutter contre la menace quantique. Alors que la technologie blockchain s’aventure en territoire inexploré, l’engagement de Quranium en faveur d’une sécurité à preuve quantique et d’une architecture innovante la positionne à l’avant-garde de la sécurisation de la frontière de la blockchain.