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Bitcoin à l'ère de l'informatique quantique
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“Bitcoin à l'ère de l'informatique quantique”

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Considéré comme l'une des plus grandes révolutions technologiques potentielles de l'histoire récente, l'informatique quantique pose également des risques pour la sécurité de l'espace de crypto-monnaie. L'informatique quantique est capable d'exploiter la mécanique quantique pour atteindre des niveaux de traitement des données autrement impossibles avec l'informatique traditionnelle.

En 2015, Google a annoncé que son prototype quantique était 100 millions de fois plus rapide que tout autre ordinateur dans leur laboratoire, et c'était il y a près de cinq ans. Dans ce court laps de temps, nous avons vu une explosion massive de popularité et de quantité de crypto-monnaies.
Il a été estimé que pour pirater une seule clé privée hexadécimale à 64 chiffres, il faudrait la plupart des ordinateurs modernes entre 10 000 ans à un quelques milliards de milliards d'années à craquer. Le supercalculateur quantique de Google pourrait potentiellement réduire ce temps à 200 secondes.

La sécurité de Bitcoin repose sur la difficulté de calcul de la fonction de cryptographie à clé publique-privée (ECDSA), qui devient calculable pour résoudre avec des capacités informatiques quantiques.

Plus précisément, il est vulnérable à un algorithme de Schor modifié (qui rend normalement la factorisation des nombres entiers beaucoup plus facile) pour résoudre des problèmes de logarithme discret.

Contrairement à une «crypto-monnaie quantique résistante» (qui peut évoluer vers le bitcoin en mettant à jour l'algorithme de signature), la «monnaie quantique» utilise la mécanique quantique – les photons et leur état – afin de frapper, signer et vérifier les transactions.

Plus précisément, au lieu d'exploiter le monde numérique binaire des crypto-monnaies existant (où un bit est soit un 1 soit un 0), l'argent quantique utilise des bits quantiques, ou «qubits», qui peuvent exister dans plusieurs états en même temps.

Qu'est-ce que la Quantum Money?

La sécurité de la cryptographie quantique repose sur Aucun théorème de clonage, ce qui donne des assurances mathématiques qu'il est impossible de copier exactement un état quantique arbitraire. Plus intuitivement, l'état quantique est toujours différent de ce qui peut être mesuré / observé de l'extérieur, et chaque mesure modifie l'état quantique.

L'argent quantique est l'un des principaux concepts du domaine de la cryptographie quantique, qui se concentre sur la création de primitives résistantes quantiques, telles que l'aléatoire et les signatures. Le but de l'argent quantique est de créer de l'argent physiquement impossible à contrefaire.

Cela contraste fortement avec le système actuel des billets en espèces, qui est toujours contrefait. Selon le département du Trésor des États-Unis, il y a environ 70 millions de dollars de faux billets dans circulation aux États-Unis, sans compter les centaines de millions de personnes saisies.

L'argent quantique complet utiliserait la mécanique quantique dans chacune des étapes impliquant la frappe, la signature des transactions et la vérification des transactions.

Par exemple, la frappe impliquerait d'avoir un algorithme quantique géré par la banque, qui enverrait l'état quantique (les photons et leur état) à l'utilisateur, via un canal quantique. De même, la vérification quantique nécessiterait l'envoi de l'état quantique à la banque à vérifier.

L'argent semi-quantique comme approche hybride

Une étape intermédiaire vers l’argent quantique complet pourrait être Argent semi-quantique, qui utilise la frappe classique et la vérification classique côté banque. Cela signifie que même si l'utilisateur aurait encore besoin d'un ordinateur quantique, la banque n'utiliserait qu'un ordinateur classique et un canal de communication classique.

Cela réduit considérablement la barrière, créant un objectif plus réalisable pour l'évolution de l'argent.

Fait intéressant, en argent semi-quantique, l'utilisateur crée les billets de banque, mais le processus de création est issu de la frappe qui implique la banque, qui peut identifier si un état serait copié par la suite, en essayant de doubler les dépenses.

Un domaine qui nécessite encore plus de recherches serait celui Publique l'argent semi-quantique, qui ne nécessiterait pas une banque pour le vérifier. Cela nécessiterait généralement un système dépendant de la mémoire (contrairement à privé argent semi-quantique), ce qui rend beaucoup plus difficile en raison de la difficulté à stocker des informations dans la mémoire quantique.

Qu'arriverait-il au Bitcoin dans un monde informatique quantique?

Bitcoin utilise SHA 256 pour l'algorithme de hachage et ECDSA pour les signatures. Bien que la sécurité de SHA-256 ne soit pas affectée par l'informatique quantique (car elle utilise le chiffrement symétrique), la rupture de l'ECDSA deviendrait beaucoup plus facile, car elle est basée sur l'impossibilité informatique classique de casser la clé privée.

Cependant, briser la clé privée suppose de connaître la clé publique correspondante, qui n'est révélée que lorsque vous essayez de dépenser des bitcoins (via UTXO).

Cela signifie que si un seul Bitcoin l'adresse est utilisée à la fois, le risque n'existe que pour la durée entre la diffusion de la transaction et l'ajout à un bloc.

Par conséquent, le temps disponible pour calculer la clé privée (généralement moins d'une heure) poserait toujours des défis de calcul importants, même dans un monde informatique quantique, qui est estimé au plus tôt dans les années 2030-2040 (ECRYPT II).

Dernières pensées

L'informatique quantique ne causera probablement pas le niveau de problèmes que nous envisageons aujourd'hui. À mesure que la menace de l'informatique quantique se matérialise, Bitcoin pourrait s'adapter progressivement en évoluant pour adopter une cryptographie plus résistante aux quantiques, telle que Merkle Schemes, Lamport's Signature et Secret Sharing.

Entre-temps, de nouvelles versions de Quantum Money sont en cours de création, telles que l'argent public et privé, ou l'argent semi-quantique. À long terme, les assurances mathématiques fournies par le théorème de non-clonage pourraient augmenter la sécurité de l'argent, mais le chemin sera créé avec des blocs de construction intermédiaires qui jetteront un pont entre les mondes fiat et crypto actuels et le monde de l'argent quantique le plus éloigné.

Sources:

https://bitcoinist.com/heres-exactly-how-long-it-would-take-to-crack-your-bitcoin-wallet/

https://bitcoin.stackexchange.com/questions/2847/how-long-would-it-take-a-large-computer-to-crack-a-private-key

https://thenextweb.com/contributors/2018/04/14/quantum-computing-wreak-havoc-cryptocurrency/

https://en.wikipedia.org/wiki/Counterfeit_United_States_currency

https://cointelegraph.com/news/quantum-computing-vs-blockchain-impact-on-cryptography

https://www.inc.com/eric-mack/no-google-its-quantum-computer-arent-killing-bitcoin-anytime-soon.html

https://www.forbes.com/sites/amycastor/2017/08/25/why-quantum-computings-threat-to-bitcoin-and-blockchain-is-a-long-way-off/#359dad642882

Bitcoin vs. Quantum Money: the problem of accountability

http://webee.technion.ac.il/people/ittay/aft19/aft19-final25.pdf

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https://hackernoon.com/bitcoin-in-the-age-of-quantum-computing-czg633u5?source=rss

« Nous piétinerons éternellement aux frontières de l’Inconnu, cherchant à comprendre ce qui restera toujours incompréhensible. Et c’est précisément cela qui fait de nous des hommes. », Isaac Asimov
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