Quan­tique et post-quan­tique re­battent les cartes du chif­fre­ment des don­nées

IT for Business - - SOMMAIRE - STÉ­PHANE DARGET

L’ac­cé­lé­ra­tion pro­mise par les fu­turs or­di­na­teurs quan­tiques af­fecte d’ores et dé­jà le monde de la cryp­to­gra­phie. En re­met­tant en cause une large part des al­go­rithmes uti­li­sés, elle oblige les spé­cia­listes de la sé­cu­ri­té à pro­po­ser de nou­velles so­lu­tions, qui se­ront stan­dar­di­sées d’ici 5 ans.

Par son mode de fonc­tion­ne­ment, un or­di­na­teur quan­tique peut éva­luer 250 états (soit un peu plus d’un billiard, soit 1015) quand un or­di­na­teur clas­sique en éva­lue 50. Ce gain de puis­sance ne s’ap­plique tou­te­fois que pour cer­tains types d’al­go­rithmes, dont ceux d’op­ti­mi­sa­tion de tra­jets, d’en­traî­ne­ment de ré­seaux neu­ro­naux, de si­mu­la­tion chi­mique ou bio­lo­gique, ou de fac­to­ri­sa­tion en nombres pre­miers, prin­cipe qui est à la base des al­go­rithmes de chif­fre­ment les plus ré­pan­dus.

Pour le mo­ment, la grande taille des clés em­ployées leur per­met de ré­sis­ter aux ten­ta­tives de cas­sage par les or­di­na­teurs tra­di­tion­nels, et même avec les su­per­cal­cu­la­teurs ca­pables d’at­teindre l’exa­flops (1 mil­liard de mil­liards d’opé­ra­tions par se­conde) qui vont ar­ri­ver ces pro­chains mois.

Ce­pen­dant, l’in­ves­tis­se­ment mas­sif de grands ac­teurs amé­ri­cains et chi­nois dans l’in­for­ma­tique quan­tique semble de­voir pré­ci­pi­ter l’ob­so­les­cence de ces al­go­rithmes. Que ce soit à l’aide d’or­di­na­teurs quan­tiques – même si ceux-ci ne sont pas at­ten­dus avant une quin­zaine d’an­nées –, uti­li­sés comme « ac­cé­lé­ra­teurs » aux cô­tés d’un or­di­na­teur tra­di­tion­nel, ou de si­mu­la­teurs, tels ceux d’atos, D’IBM ou de Mi­cro­soft.

Dès 1994, en ef­fet, Pe­ter Shor a mon­tré comment fac­to­ri­ser des nombres en­tiers de grande taille très ra­pi­de­ment à l’aide d’un al­go­rithme quan­tique. Une découverte cri­tique pour la qua­si-to­ta­li­té des so­lu­tions de cryp­to­gra­phie asy­mé­trique à clés pu­bliques, telles que AES ou RSA, parce que leur dé­chif­fre­ment se­ra pos­sible dans des dé­lais suf­fi­sam­ment courts à l’aide d’un ac­cé­lé­ra­teur quan­tique. Les si­gna­tures élec­tro­niques se­ront aus­si concer­nées, es­time Tho­mas Prest, in­gé­nieur chez Thales. En re­vanche, le chif­fre­ment sy­mé­trique – à base de clés pri­vées - res­te­ra ré­sis­tant, moyen­nant le dou­ble­ment de la taille des clés, tout comme les fonc­tions de ha­chage. Les nou­veaux al­go­rithmes dits post-quan­tiques conti­nue­ront d’uti­li­ser des or­di­na­teurs clas­siques. Tout au plus, la taille ré­sul­tante des mes­sages se­ra aug­men­tée par rap­port aux so­lu­tions ac­tuelles.

Si les or­di­na­teurs quan­tiques sont en­core loin d’être une réa­li­té, la cryp­to­gra­phie peut néan­moins pro­fi­ter d’in­no­va­tions re­la­ti­ve­ment ma­tures liées aux tech­no­lo­gies quan­tiques. Par na­ture, lors­qu’on lit une don­née quan­tique, celle-ci est im­mé­dia­te­ment dé­truite. En trans­met­tant de ma­nière quan­tique des in­for­ma­tions, on ga­ran­tit qu’au­cun tiers ne peut les lire à l’in­su du des­ti­na­taire. Cette tech­no­lo­gie, ba­sée sur des pho­tons, peut uti­li­ser des fibres op­tiques comme sup­port de trans­mis­sion. Le can­ton de Ge­nève a ex­pé­ri­men­té ce prin­cipe pour re­le­ver les votes en ligne, avec la so­lu­tion de l’ac­teur lo­cal Id-quan­tique. Si plu­sieurs ré­seaux de quelques ki­lo­mètres sont dé­jà opé­ra­tion­nels, la Chine a réus­si de telles com­mu­ni­ca­tions entre Pé­kin et Shan­ghai, soit sur une dis­tance de plus de 1200 km. Ce « ré­seau » se­ra uti­li­sé à des fins mi­li­taires, mais aus­si ci­viles, en par­ti­cu­lier pour le sec­teur de la fi­nance. Des com­mu­ni­ca­tions de ce type sont aus­si pos­sibles avec des sa­tel­lites. Mais ces liens sont peu per­for­mants en termes de dé­bit, ce qui les ré­serve pour l’ins­tant à l’échange de clés ul­tra­con­fi­den­tielles. Celles-ci sont en­suite uti­li­sées pour le chif­fre­ment – sy­mé­trique - et la trans­mis­sion sur des ré­seaux clas­siques, li­mi­tant ain­si les me­naces po ten­tielles des or­di­na­teurs quan­tiques sur la cryp­to­gra­phie.

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