Quantum computing : une menace pour la cybersécurité ?

Un nouveau type d’ordinateur basé sur la physique quantique est en cours d’élaboration au sein des laboratoires des géants de la tech tels que Google, IBM et Microsoft. Cette technologie est la promesse de nombreuses avancées dans de multiples secteurs puisqu’il pourrait résoudre simplement des problèmes qui demandent trop de temps à nos ordinateurs actuels. 

Bien que l’apparition des ordinateurs quantiques représente une source de progrès, elle incarne également une menace, notamment en matière de cybersécurité. La rapidité du quantum computing laisse présager l’obsolescence de nos méthodes de chiffrement des données, il faudra donc innover pour conserver la confidentialité des informations.

Comprendre le chiffrement des données

Le chiffrement des données représente le fait de rendre de l’information incompréhensible grâce à des formules mathématiques complexes. L’objectif : pouvoir la stocker ou la transmettre de façon sécurisée. 

Il existe 2 types de chiffrement des données :

• Chiffrement symétrique : la même clé pour chiffrer l’information et pour la déchiffrer
• Chiffrement asymétrique : une clé pour chiffrer (clé publique) et une autre différente pour déchiffrer l’information (clé privée)

Le chiffrement symétrique est le plus répandu, on le préfère pour les communications et les données à stocker puisqu’il est plus rapide à calculer. En revanche, il faut un canal secret pour échanger la clé puisqu’elle suffirait à décrypter l’information. 

Pour illustrer ces propos, prenons le film Imitation Game. Ce dernier met en scène Alan Turing, mathématicien britannique ayant permis de déchiffrer des communications stratégiques allemandes durant la seconde guerre mondiale. Il s’agissait de chiffrement puisque les messages (localisation des troupes, leur déplacement…) étaient transformés en morse grâce à une machine nommée Enigma et ne pouvaient être déchiffrés en théorie que par un certain type d'émetteur.

Comment déchiffrer ? 

La seule manière, sans avoir le code, est d’essayer toutes les clés possibles jusqu’à trouver. Nos ordinateurs pourraient faire cela, mais ce serait extrêmement chronophage. En effet, pour illustrer, un groupe de chercheurs a annoncé avoir trouvé une clé 64-bit suite au travail de plus de 300 000 personnes durant 4 ans et demi. Une clé de 128-bits (l’une des clés les plus répandues) aurait 2128 solutions possibles, soit des trillions d’années de calcul pour nos ordinateurs actuels.

Grâce à la superposition, l’ordinateur quantique peut effectuer des milliers de calculs en même temps et peut donc tester un grand nombre de possibilités simultanément (mettre lien article 1), réduisant considérablement le temps nécessaire pour déchiffrer des informations. A noter que pour les clés asymétriques, il est possible de trouver la seconde clé en se basant sur la première, la sécurité du canal de partage de la clé est donc primordial.

Comment résister ?

Le fait d’utiliser des clés plus longues telles que des clés à 2 048-bits rend l’information indéchiffrable avec notre technologie actuelle. En revanche, les ordinateurs quantiques avancés pourraient craquer des clés à 4 096-bit en quelques heures grâce à l'algorithme de Shor qui permet la factorisation de grands nombres premiers. 

Cela étant dit, à l’heure actuelle les ordinateurs quantiques ne seraient pas capables d’aller au-delà de 4-bits, ils auraient besoin d’être 100 000 fois plus puissants et de diminuer leur marge d’erreur de plus de 100 fois.

Une menace lointaine ? 

Les ordinateurs quantiques sont actuellement comme les premiers ordinateurs : grands, coûteux et installés dans des pièces climatisées. Comme précisé dans l’introduction, les premières versions sont en cours d’élaboration dans les laboratoires quantiques des leaders de la tech. De fait, les premières versions plus performantes ne sont pas attendues avant 2030.

En matière de cybersécurité, les experts élaborent des algorithmes capables de résister au potentiel du quantum computing. Le US National Institute of standards and technologies travaille actuellement sur 69 méthodes potentielles, attendus d’ici à 2024. Affaire à suivre.