Bitcoin et Ethereum contre l'informatique quantique - Comment BTC et ETH prévoient de survivre

L'essor de l'informatique quantique contraint Bitcoin et Ethereum les développeurs à entrer en mode de défense accéléré. Alors que le gouvernement des États-Unis investit des fonds sérieux dans le matériel quantique, les deux réseaux sont confrontés à la réalité que la cryptographie à courbe elliptique d'aujourd'hui pourrait un jour être rompue. 

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D'un côté se trouvent les machines. De l'autre, deux des plus grandes cryptomonnaies, chacune avec des centaines de milliards de dollars sécurisés par des hypothèses cryptographiques que les ordinateurs quantiques sont conçus pour briser. 

La question critique n'est pas de savoir si la menace est réelle, mais si les réseaux peuvent migrer avant que le matériel n'arrive.

Principales conclusions

• Les ordinateurs quantiques menacent les signatures à courbe elliptique via l'algorithme de Shor, et non le noyau basé sur le hachage du protocole de Bitcoin.
• Ethereum a fixé une échéance concrète de résistance quantique en 2029 et possède des outils de coordination plus solides ; le chemin de Bitcoin dépend d'un consensus volontaire autour de BIP-360 et BIP-361.
• La contrainte liant est la gouvernance et la migration en temps voulu, et non l'absence d'algorithmes post-quantiques.

La menace quantique expliquée

Les blockchains modernes s'appuient fortement sur la cryptographie à courbe elliptique (ECC). Bitcoin utilise des signatures ECDSA et Schnorr sur la courbe secp256k1. 

Ethereum utilise des schémas similaires à courbe elliptique pour les signatures de compte et BLS pour le consensus. Ces systèmes reposent sur la difficulté du problème du logarithme discret pour les ordinateurs classiques.

L'algorithme de Shor, publié en 1994, change cette équation. Sur un ordinateur quantique suffisamment grand et tolérant aux pannes, l'algorithme de Shor peut résoudre le problème du logarithme discret en temps polynomial. 

Une fois qu'une clé publique est connue, la clé privée correspondante peut être dérivée, permettant ainsi à un attaquant de dépenser les fonds. C'est le cœur de l'impact de l'informatique quantique sur Bitcoin et Ethereum.

L'algorithme de Grover, en revanche, n'offre qu'un gain de vitesse quadratique contre des fonctions de hachage telles que SHA-256.

Ce gain de vitesse est largement neutralisé par l'ajustement de difficulté de Bitcoin et le surcoût pratique des opérations quantiques corrigées par erreur. 

Le protocole Bitcoin lui-même, la construction de blocs et la preuve de travail, est donc considéré comme robuste. La vulnérabilité réside presque entièrement dans les schémas de signature qui autorisent les dépenses.

Les clés publiques deviennent exposées de différentes manières :

• Sur Bitcoin, toute dépense d'une adresse P2PK, P2MS ou réutilisée révèle la clé publique.
• Sur Ethereum, les comptes détenus de manière externe révèlent leurs clés publiques lorsqu'ils effectuent leur première transaction.
• Les pièces dormantes dont les clés n'ont jamais été révélées restent plus sûres jusqu'au moment où elles bougent - ou jusqu'à ce qu'une machine quantique puisse attaquer la dérivation d'adresse elle-même dans certains cas.

Les estimations suggèrent qu'environ six millions de bitcoins se trouvent dans des sorties exposées aux quanta, dont environ 2,3 millions sont considérés comme irréductiblement à risque sans migration. 

Une grande part d'ether réside également dans des comptes révélant des clés qui peuvent, en principe, être déplacés vers des schémas post-quantiques.

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Progrès matériels et fenêtre de 2029

Source : Coindesk

Les récentes décisions gouvernementales et industrielles ont rendu le calendrier concret. Le ministère du Commerce des États-Unis a finalisé les prix de la loi CHIPS d'un maximum de 100 millions de dollars chacun pour Rigetti, D-Wave et Quantinuum, prenant des participations minoritaires dans les entreprises. 

Le financement cible l'échelonnement matériel, la fabrication et les systèmes de correction d'erreur nécessaires pour des machines tolérantes aux pannes de plus grande taille.

Google Quantum AI a estimé qu'attaquer la cryptographie à courbe elliptique de 256 bits pourrait exiger moins de 1 200 qubits corrigés par erreur. 

IBM prévoit de livrer Starling, un système tolérant aux pannes capable d'exécuter 100 millions de portes sur 200 qubits logiques, d'ici 2029. Quantinuum vise des centaines de qubits logiques dans la même période.

Ces chiffres n'atteignent pas encore un ordinateur quantique cryptographiquement pertinent, mais ils expliquent pourquoi les équipes de protocole refusent d'attendre. 

Google lui-même a mis à jour son calendrier interne de sécurité et migre son infrastructure vers une cryptographie post-quantique avec un horizon en 2029. Cloudflare a fixé un objectif similaire.

Lorsque les organisations construisant les machines fixent également des délais de migration pour leurs propres systèmes, le signal est clair.

Scott Aaronson, un chercheur en informatique quantique de premier plan et récemment élu à l'Académie nationale des sciences des États-Unis, a noté publiquement que des experts dont il fait confiance jugent désormais qu'une machine tolérante aux pannes capable de briser la cryptographie déployée est possible autour de 2029. 

Les avancées de l'IA en correction d'erreur, y compris le décodeur AlphaQubit de Google DeepMind, ont accéléré les progrès en améliorant la capacité à identifier et corriger le bruit quantique.

Les prévisions indépendantes de Monte-Carlo qui combinent l'escalade matérielle, la diminution des exigences en ressources et les enquêtes d'experts produisent une large distribution : environ une chance sur six d'avoir un ordinateur quantique pertinent sur le plan cryptographique d'ici 2035, près de 30 % d'ici 2040, et environ 60 % d'ici 2050. 

La fenêtre 2029–2030 est donc considérée par les développeurs comme une échéance de planification, et non comme une prédiction d'effondrement imminent.

Bitcoin vs informatique quantique : la gouvernance comme contrainte liant

Source : bitstack-app

Bitcoin peut-il se protéger contre l'informatique quantique ? Le chemin technique existe. BIP-360 propose un type de sortie post-quantique. 

BIP-361 décrit une migration progressive loin des signatures ECDSA et Schnorr, restreignant potentiellement les signatures héritées après une période de transition. 

Les chercheurs et institutions ont discuté de 2029 comme de la fenêtre dans laquelle un chemin de migration crédible doit être en place.

Pourtant, Bitcoin fait face à un profond problème de coordination. Il n'existe pas de fondation avec autorité pour exiger une fourche dure. Il n'y a pas de Satoshi pour trancher les litiges.

Les changements nécessitent un consensus approximatif parmi les mineurs, les opérateurs de nœuds, les développeurs et les utilisateurs, dont beaucoup considèrent l'immuabilité et le changement minimal comme des principes non négociables. 

Les guerres de taille de bloc de 2017 restent l'exemple de mise en garde sur à quel point même des mises à jour modestes peuvent devenir difficiles.

Source : bitstack-app

Le défi de la migration est particulièrement aigu pour les pièces dormantes. Les estimations de Satoshi de un million de bitcoins n'ont jamais été transférées et n'ont donc jamais exposé de clé publique dans le sens conventionnel. 

Une fois que ces pièces sont dépensées, ou qu'une machine quantique peut attaquer la cryptographie pertinente, les fonds deviennent vulnérables. Étant donné que la blockchain est immuable, il n'y a pas moyen de corriger discrètement les anciennes adresses. 

Les utilisateurs doivent déplacer des fonds vers de nouvelles sorties résistantes aux quantiques. Ceux qui échouent à le faire risquent de laisser leurs pièces inutilisées lorsque les signatures héritées seront finalement restreintes.

La computation quantique va-t-elle arrêter Bitcoin ? Presque certainement pas. Les composants basés sur le hachage du protocole restent solides, et une migration réussie préserverait les propriétés fondamentales du réseau. 

Le véritable risque est une crise de légitimité si de grands avoirs dormants sont drainés par un attaquant quantique, ou si des échecs de coordination laissent des millions de pièces définitivement impossibles à dépenser selon les nouvelles règles.

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Ethereum vs Computation Quantique : Un chemin plus clair

Ethereum fait face à la même menace cryptographique mais à une réalité de coordination différente. 

Le Fondation Ethereum a une équipe dédiée à la cryptographie post-quantique et a fixé décembre 2029 comme une échéance auto-imposée pour rendre la couche de base résistante aux quantiques dans l'exécution, le consensus et la disponibilité des données. 

Le réseau a déjà démontré sa capacité à exécuter des mises à jour coordonnées complexes, la fusion du proof-of-work au proof-of-stake étant l'exemple le plus marquant.

Un chemin de migration plausible ressemble à ceci :

• Introduire un nouveau schéma de signature post-quantique aux côtés des schémas de courbes elliptiques existants via un hard fork.
• Fournir une fenêtre de migration pour les portefeuilles, les applications, les ponts et les systèmes de couche 2 pour déplacer des fonds et mettre à jour des contrats.
• Éventuellement déprécier le schéma hérité.

La surface technique est vaste. Chaque portefeuille, chaque contrat intelligent, chaque solution de couche 2 doit s'adapter. 

Pourtant, le mécanisme de gouvernance existe. Vitalik Buterin et la Fondation peuvent proposer, la communauté peut débattre, et un hard fork programmé peut imposer le changement. 

Cette asymétrie, la capacité d'Ethereum à répondre de manière coordonnée contre la dépendance de Bitcoin à un consensus émergent, est la différence structurelle la plus sous-estimée entre les deux réseaux à l'ère quantique.

Ce que la migration post-quantique nécessite

NIST a finalisé ses premières normes cryptographiques post-quantiques en 2024. Les algorithmes existent. Les questions ouvertes sont la taille, la performance et la coordination.

Les signatures post-quantiques sont généralement plus grandes que les signatures ECDSA ou Schnorr. Des signatures plus grandes augmentent les coûts de bande passante et de stockage pour les nœuds. Des schémas hybrides classiques/post-quantiques peuvent fournir une sécurité transitoire, mais les conceptions à long terme doivent être entièrement résistantes aux quantiques.

Pour les identifiants de clés révélées (adresses dont les clés publiques sont déjà sur la chaîne), la migration doit soigneusement distinguer les propriétaires légitimes des attaquants quantiques qui ont récupéré la clé privée originale. 

Pour les identifiants de clés cachées, des constructions plus sophistiquées, telles que les relations de propriété vérifiables STARK qui lient un identifiant hérité à un engagement envers une clé post-quantique, sont en cours de recherche active.

Un sondage des vingt principales cryptomonnaies ne trouve aucune complètement post-quantique aujourd'hui. 

La course n'est donc pas aux ordinateurs quantiques contre la crypto aujourd'hui ; il s'agit de savoir si Bitcoin et Ethereum peuvent remplacer la cryptographie sécurisant des centaines de milliards de dollars d'actifs avant que l'écart matériel ne se ferme.

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Instantané comparatif

Conclusion

L'impact de l'informatique quantique sur Bitcoin et Ethereum est réel, limité et substantiellement atténuable, à condition que les réseaux agissent tant que la fenêtre reste ouverte.

La bataille entre Bitcoin et l'informatique quantique se décidera finalement si une communauté fragmentée peut parvenir à un consensus sur un changement cryptographique fondamental.

La bataille entre Ethereum et l'informatique quantique testera si ses mécanismes de coordination plus centralisés peuvent livrer une mise à niveau complexe dans un délai fixe. Les deux courses sont maintenant en cours.

Pour rester à jour avec les développements évolutifs du marché des cryptomonnaies, la recherche sur la résistance quantique, et les mises à niveau de protocole connexes, suivez les dernières analyses et mises à jour sur le blog Bitrue.

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FAQ

1. Combien de temps avant que les ordinateurs quantiques puissent casser Bitcoin ?

Les prévisions des experts placent une chance significative d'une machine pertinent sur le plan cryptographique dans les années 2030, avec des horizons de planification centrés sur 2029–2035. Aucune consensus n'existe pour affirmer qu'une telle machine apparaîtra avant la fin de la décennie, mais les développeurs considèrent la fenêtre comme réelle.

2. L'informatique quantique va-t-elle arrêter Bitcoin ?

Peu probable. La preuve de travail et les fonctions de hachage du protocole ne sont pas fondamentalement brisées par les algorithmes quantiques connus. Une migration réussie vers des signatures post-quantiques préserverait le réseau. Le plus grand risque est l'échec de la coordination ou une crise de légitimité autour des pièces dormantes.

3. Bitcoin peut-il se protéger contre l'informatique quantique ?

Techniquement oui, via des propositions telles que BIP-360 et BIP-361. Socialement et opérationnellement, la réponse dépend de savoir si l'ensemble des parties prenantes décentralisées peut s'accorder sur un chemin de migration et un calendrier avant que la menace ne se matérialise.

4. Quel est l'impact de l'informatique quantique sur Bitcoin et Ethereum ?

Les schémas de signature des deux réseaux deviennent vulnérables une fois qu'une clé publique est connue et qu'un ordinateur quantique suffisamment puissant existe. Le chemin de gouvernance plus clair d'Ethereum lui donne actuellement un avantage structurel dans l'exécution d'une mise à niveau en temps utile.

5. La menace est-elle déjà urgente ?

Pas pour une action immédiate de la part des détenteurs individuels dans la plupart des cas, mais le travail au niveau du protocole s'accélère précisément parce qu'attendre qu'une machine pertinente sur le plan cryptographique existe serait trop tard. Les clés publiques exposées et les avoirs dormants créent un risque concentré que seule une migration peut résoudre.

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