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L'informatique quantique est-elle une menace pour les blockchains? – Celia Wan – Moyenne

L'informatique quantique est-elle une menace pour les blockchains? - Celia Wan - Moyenne


La longue tension existant entre machines et mathématiques

Or, la possibilité que l'informatique quantique soit une menace pour les blockchains réside essentiellement dans une thèse générale:

Augmenter la puissance de calcul v.s. Technologie de cryptage basée sur des problèmes mathématiques difficiles à résoudre

Conclusion 2: plus un ordinateur est capable de calculer rapidement, plus il résoudra rapidement un problème mathématique et moins la technique de cryptage actuelle sera sécurisée.

Cette thèse existe depuis que plusieurs chercheurs ingénieux dans les années 1950 ont tenté de construire une machine à prouver automatisée basée sur un ensemble d'axiomes fournis par Bertrude Russell et Alfred Whitehead afin de prouver * prétendument * (ahem Gödel) tous les théorèmes mathématiques. Depuis lors, de nombreuses conceptions différentes ont été proposées pour rendre la machine d’étalonnage plus efficace, mais il y avait des limites:

La déduction de la force brute (fournir à la machine tous les axiomes et règles d’inférences afin qu’elle puisse suivre chaque trajectoire et déduire tout) devait être combinée à une sorte de compréhension humaine (raccourcis vers les preuves — utilisez l’axiome A chaque fois que vous voyez la déclaration B) car la contrainte de temps et de ressources fait que la machine ne peut obtenir les résultats corrects dans un laps de temps fini prévisible avant de drainer toute l'énergie disponible pour la faire fonctionner.

En d’autres termes, la puissance de calcul des ordinateurs traditionnels, qu’elle soit dans les années 50 ou aujourd’hui, n’est pas assez grande pour supporter l’opération de force brute nécessaire pour suivre la déduction pure.

Cependant, comme nous l'avons vu, l'informatique quantique peut très probablement être la solution aux ressources et au temps limités en augmentant considérablement la puissance de calcul et en réduisant le temps de calcul. (Cela ne veut pas dire que les ordinateurs quantiques ne sont pas limités par la quantité finie de temps et de ressources, bien sûr… que fait-on?)

Quantum Computing V.S. Cryptage par clé privée

Donc, tout ce qui précède concerne la démonstration d’un théorème mathématique. Qu'en est-il de la résolution d'un problème arithmétique qui était auparavant considéré comme difficile à résoudre, tel que la factorisation de deux grands nombres premiers? Vous le devinez. Avec le développement d'un algorithme quantique, factoriser un nombre de 300 chiffres en deux nombres premiers ne prend que moins de 1 seconde, par rapport à 15 000 ans avec le meilleur algorithme classique.

À présent, les problèmes arithmétiques difficiles de ce type sont importants car ils constituent l’épine dorsale des systèmes de cryptage numérique actuels. Des opérations bancaires en ligne au commerce électronique, une transaction sécurisée signifie essentiellement que ces problèmes de calcul les chiffrent pour que personne ne puisse trouver les réponses suffisamment rapidement pour voler des informations.

Cependant, en 2016, l'institut national des normes et de la technologie a publié un rapport avertissant qu'un ordinateur quantique à grande échelle compromettrait tous les algorithmes cryptographiques courants, y compris les problèmes mathématiques complexes dont nous venons de parler (RSA, DSA), certaines fonctions de hachage et ECASA. qui, si vous vous en souvenez de la section précédente, sont utilisés par les Bitcoins pour générer des clés publiques à partir des clés privées des utilisateurs.

Rapport sur la cryptographie post-quantique, NIST, 2016

Cela signifie que la précédente rue à sens unique de la clé privée à la clé publique dans laquelle Annie, notre protagoniste du bitcoin, a sécurisé sa transaction, n’est plus sécurisée. Jay, l’antagoniste maléfique qui possède un ordinateur quantique, peut comprendre la clé privée d’Annie à partir de la clé publique, accéder à son portefeuille numérique et dépenser tous ses bitcoins en crypto kitties!

Cependant, cette menace n'est pas spécifique aux blockchains. Il est plutôt spécifique à la crypto-monnaie, puisque cette dernière est essentiellement comme n'importe quel autre véhicule financier sécurisé par la cryptographie à clé privée et devient donc vulnérable en cas d’attaque quantique. En d’autres termes, l’émergence de l’informatique quantique constitue une menace pour l’ensemble de l’infrastructure numérique de communication, affectant à la fois les agences gouvernementales et les utilisateurs de téléphones mobiles.

Mais qu'en est-il des fonctions de hachage? Il s'avère que les fonctions de hachage sont très difficiles à inverser. Même si un algorithme de hachage est cassé, comme ce que Google a fait à SHA1, vous pouvez toujours augmenter le nombre de chiffres de la valeur de hachage pour accroître sa sécurité. Pour votre information, le réseau bitcoin fonctionne sur SHA256, ce qui correspond à 256 bits dans la valeur de hachage.

Cependant, il y a une mise en garde: lors du processus d’exploitation minière pour trouver la valeur de hachage souhaitable pour la vérification d’un bloc, il se peut qu’un mineur doté d’un ordinateur quantique ait l’avantage sur d’autres utilisant des ordinateurs classiques. En effet, un ordinateur quantique peut calculer assez rapidement pour trouver plus rapidement la valeur de hachage souhaitée. Cependant, cette menace est tout aussi réelle que d'utiliser des superordinateurs extrêmement coûteux et soigneusement gardés pour extraire des crypto-monnaies - c'est possible, mais peu probable.

Si vous lisez à ce jour, vous serez probablement déçu du fait qu’il n’ya pas encore de menace pour la sécurité spécifique à la blockchain que les ordinateurs quantiques pourraient poser. Cependant, le changement que l’informatique quantique pourrait apporter irradiera l’ensemble de l’infrastructure numérique, et la technologie de la blockchain doit se préparer.

Le côté historien de moi-même ne verrait pas d'inconvénient à voir le déploiement et la vulgarisation des ordinateurs quantiques commerciaux. Si cela se produisait réellement, il pourrait y avoir une révolution de l'infrastructure qui affecterait non seulement le cryptage numérique, mais également le stockage et le traitement des données, la formation en IA, la transmission d'informations et bien plus encore.

J'écrirai davantage à ce sujet s'il y a un autre vortex polaire qui frappe Chicago et que mon école décide de me donner un autre jour de congé.

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