Bitcoin : un projet pour le protéger du quantique sans ralentir le réseau

Des chercheurs de Blockstream travaillent sur une méthode visant à mieux protéger Bitcoin (BTC) face aux futurs ordinateurs quantiques. Leur nouveau système, SHRINCS, doit rendre les transactions résistantes au risque quantique sans réduire fortement la capacité du réseau Bitcoin. C’est précisément l’un des principaux écueils des solutions existantes.

Pourquoi les ordinateurs quantiques représentent un risque pour Bitcoin

Lors d’une transaction Bitcoin, l’utilisateur prouve au moyen d’une signature numérique qu’il a accès à la bonne clé privée. Cette clé secrète n’a pas besoin d’être rendue publique.

La sécurité actuelle de Bitcoin repose sur la cryptographie à courbes elliptiques. Pour les ordinateurs classiques, il est pratiquement impossible de casser cette protection. Un ordinateur quantique suffisamment puissant pourrait en théorie y parvenir, notamment grâce à l’algorithme de Shor.

Un tel ordinateur pourrait potentiellement retrouver, à partir d’une clé publique, la clé privée correspondante. Un attaquant pourrait alors signer des transactions comme s’il était le véritable propriétaire des bitcoins.

Ce risque concerne surtout les bitcoins dont la clé publique est déjà visible sur la blockchain.

Les transactions Bitcoin résistantes au quantique exigent beaucoup d’espace

Il existe déjà des signatures censées résister aux ordinateurs quantiques. Le problème est que nombre de ces solutions contiennent beaucoup plus de données et occupent donc nettement plus d’espace sur la blockchain.

Une signature Schnorr actuelle sur Bitcoin pèse environ 64 octets. Certains systèmes résistants au quantique sont des dizaines de fois plus volumineux. Comme l’espace disponible dans les blocs Bitcoin est limité, cela réduirait fortement le nombre de transactions pouvant être incluses dans chaque bloc.

Selon Blockstream, Bitcoin peut traiter environ 6,5 transactions par seconde avec les signatures compactes actuelles. Avec une solution post-quantique existante comme SLH-DSA, ce chiffre tomberait à environ 0,36 transaction par seconde.

D’après les chercheurs, SHRINCS permettrait environ trois transactions par seconde. C’est toujours moins qu’avec le système actuel, mais nettement plus qu’avec d’autres alternatives résistantes au quantique.

SHRINCS est encore loin d’être prêt pour Bitcoin

SHRINCS utilise SHA-256, la même fonction de hachage que Bitcoin emploie à plusieurs niveaux. Le système s’appuie ainsi sur une technologie déjà largement utilisée au sein de Bitcoin.

Mais cette approche comporte aussi des inconvénients. Les portefeuilles doivent suivre avec précision quelles clés à usage unique ont déjà été utilisées. Cela peut devenir complexe lorsqu’une personne utilise plusieurs appareils ou d’anciennes sauvegardes.

Par ailleurs, SHRINCS en est encore à un stade précoce. La preuve de sécurité n’est pas encore finalisée et le logiciel n’a pas encore été entièrement audité.

Pour que SHRINCS puisse un jour être utilisé dans Bitcoin, une soft fork serait en outre nécessaire. Il faudrait alors modifier les règles de Bitcoin et obtenir un soutien suffisant au sein du réseau.

SHRINCS apparaît donc pour l’instant surtout comme une piste de solution à un problème futur. Son déploiement à court terme dans Bitcoin n’est pas d’actualité.