«Récolter maintenant, décrypter plus tard» : Quelle est la réalité de la menace quantique ?

À propos de cette offre

Les ordinateurs quantiques sont considérés comme des changeurs de jeu – y compris pour la sécurité informatique. Dans une interview, Esther Hänggi, professeure en informatique à la Haute école spécialisée de Lucerne, explique les opportunités et les risques que les technologies quantiques représentent pour les méthodes de chiffrement actuelles. Elle situe l'état actuel de la recherche, dissipe les idées reçues et montre pourquoi les entreprises devraient agir dès aujourd'hui.

Le calcul quantique et la cryptographie quantique ne sont plus de simples concepts théoriques. Alors que le débat public oscille entre engouement et scepticisme, la recherche et la pratique s'intéressent intensément aux impacts concrets sur les architectures de sécurité. Dans l'interview, Esther Hänggi parle de scénarios de menace réels, de la pression réglementaire et du chemin vers des systèmes résistants aux attaques quantiques.

Madame Hänggi, vos domaines d'enseignement et de recherche incluent le calcul quantique et la cryptographie. Quelles opportunités, mais aussi quels risques, découlent des avancées scientifiques dans le domaine des technologies quantiques en ce qui concerne la sécurité des méthodes de chiffrement ?

Lorsque nous parlons de technologies quantiques, la plupart des gens pensent d'abord au calcul quantique. Les ordinateurs quantiques sont particulièrement doués pour effectuer certains calculs, notamment pour casser de nombreux algorithmes cryptographiques utilisés aujourd'hui. Du point de vue de la sécurité informatique, les ordinateurs quantiques représentent donc un risque.

Cependant, outre les ordinateurs quantiques, il existe d'autres technologies quantiques qui peuvent également être utiles en sécurité informatique. Par exemple, la cryptographie quantique : les effets quantiques peuvent être utilisés pour générer des nombres aléatoires sécurisés – par exemple pour une utilisation comme clés – et pour créer une clé partagée sécurisée entre deux points finaux. Ces technologies sont déjà bien développées et des dispositifs sont déjà disponibles à l'achat. Dans notre Quantumlab à la HSLU, nous disposons à la fois de générateurs de nombres aléatoires quantiques et de dispositifs de distribution de clés quantiques que nous utilisons dans des projets informatiques. Une bonne explication de la cryptographie quantique se trouve sur le blog de la HSLU.

De plus, nous recherchons d'autres applications futures des technologies quantiques en informatique. Par exemple, il existe des propositions pour utiliser les effets quantiques comme protection contre la copie pour l'argent ou pour connecter des ordinateurs quantiques en un internet quantique.

Le Quantumlab de la HSLU étudie comment intégrer la cryptographie quantique dans les applications informatiques. Les dispositifs de distribution de clés quantiques utilisent les propriétés quantiques des particules de lumière, échangées via des câbles à fibre optique.

Dans les médias et les revues spécialisées, on parle souvent de percées supposées ou réelles dans le domaine du calcul quantique. Comment situez-vous l'état actuel de la recherche dans votre domaine ?

Dans le monde scientifique, cet engouement est vu de manière critique. La perception publique oscille entre « les ordinateurs quantiques sont déjà énormes et utiles » et « ce n'est que du vent ». À mon avis, la vérité se situe, comme souvent, au milieu.

Les ordinateurs quantiques actuels sont encore relativement petits et sujets à des erreurs. Les affirmations selon lesquelles les ordinateurs quantiques apporteraient déjà aujourd'hui des avantages économiques dans des applications pratiques sont donc souvent exagérées.

D'un autre côté, je trouve les progrès techniques réalisés au cours des 10-15 dernières années absolument impressionnants : du traitement de qubits individuels (bits quantiques) à des ordinateurs quantiques avec plusieurs dizaines de qubits. Et les ordinateurs quantiques sont non seulement plus grands, mais aussi beaucoup plus précis – ce qui est tout aussi important pour les applications.

Quels sont, selon vous, les plus grands malentendus dans la perception publique du calcul quantique ?

Je vois deux malentendus concernant les ordinateurs quantiques :

Ce que les ordinateurs quantiques peuvent faire : les ordinateurs quantiques ne font pas de la magie. On suggère souvent qu'ils pourraient « deviner » tous les secrets ou clés, ou « extraire » des informations des données qui ne s'y trouvent pas. Ce n'est pas possible. Les ordinateurs quantiques peuvent rendre certains calculs plus efficaces. C'est important car nous sommes souvent limités dans les calculs par le temps utile disponible. La sécurité de la cryptographie moderne repose aussi sur le fait qu'un attaquant ne peut pas effectuer des calculs arbitrairement vite. Un ordinateur quantique ne peut cependant pas calculer ce qui est incalculable.

Ce que sont les ordinateurs quantiques : ce ne sont pas simplement de nouveaux superordinateurs et ils ne peuvent pas résoudre tous les problèmes de calcul « immédiatement ». Nous connaissons seulement quelques problèmes très spécifiques que les ordinateurs quantiques peuvent résoudre particulièrement bien. Cela inclut – malheureusement du point de vue de la sécurité – des tâches en cryptographie. Pour d'autres calculs, utiliser un ordinateur quantique n'apporte rien. Trouver d'autres applications pour les ordinateurs quantiques est un domaine de recherche actif.

En quoi les modèles d'attaque à l'ère quantique diffèrent-ils conceptuellement des cyberattaques classiques ?

Les ordinateurs quantiques ne remplaceront pas les attaques actuelles, mais ajouteront une capacité très spécifique aux attaquants : celle de pouvoir casser certains algorithmes cryptographiques. Cela doit être pris en compte dans l'analyse des risques et les systèmes doivent être adaptés en conséquence.

Le fait que certains algorithmes cryptographiques soient cassés n'est d'ailleurs pas nouveau et s'est déjà produit par le passé. Les ordinateurs quantiques menacent maintenant un grand nombre d'algorithmes.

Qu'est-ce qui est particulier dans le scénario de menace des ordinateurs quantiques ? À quoi ressemble cette menace ?

Un malentendu concernant la menace des ordinateurs quantiques est de penser qu'on peut encore attendre car les ordinateurs quantiques sont petits et ne peuvent pas encore casser les algorithmes cryptographiques. Malheureusement, il ne suffit pas d'agir lorsque les ordinateurs quantiques seront puissants : un attaquant peut aujourd'hui enregistrer des communications chiffrées et, dès qu'un grand ordinateur quantique existera, l'utiliser pour les déchiffrer. C'est ce qu'on appelle « récolter maintenant, décrypter plus tard ».

La « loi de Mosca » stipule qu'il faut commencer assez tôt la transition vers des systèmes résistants aux attaques quantiques. Il faut prendre en compte la durée pendant laquelle un algorithme doit rester sécurisé dans le futur. De plus, il faut prévoir du temps pour la migration vers un algorithme résistant aux attaques quantiques.

Pour le chiffrement, la durée pendant laquelle l'algorithme doit rester sécurisé dépend du type de données. Pour les algorithmes de signature, cela dépend de la durée de validité d'une signature électronique ou d'un contrat, ce qui peut être très long. À l'inverse, certaines applications n'ont besoin d'être sécurisées que brièvement, par exemple lors de l'authentification pendant l'établissement d'une connexion chiffrée.

Du point de vue du risque informatique, il faut aussi noter que cela ne dépend pas seulement du développement technique des ordinateurs quantiques. Du côté réglementaire, il est exigé que les systèmes soient rendus résistants aux attaques quantiques dans les prochaines années. Les entreprises doivent donc s'occuper de ce sujet – indépendamment des progrès techniques.

Souhaitez-vous approfondir davantage ? Téléchargez l'interview complète de la professeure Dr Esther Hänggi !

La professeure Dr Esther Hänggi est professeure en informatique à la Haute école spécialisée de Lucerne (HSLU) depuis 2019 et, depuis 2023, co-responsable du Applied Cyber Security Research Lab. Elle est également membre de la Commission suisse pour le quantique. Elle a obtenu son master en physique à l'EPF Lausanne avant de faire un doctorat à l'ETH Zurich sur la cryptographie quantique.

Dans la recherche et l'enseignement, elle s'intéresse à la sécurité des applications et de l'information, à la cryptographie (quantique) ainsi qu'au calcul quantique. Dans ses projets de recherche, elle étudie notamment comment rendre les technologies quantiques utiles pour l'informatique et comment protéger les systèmes informatiques contre les attaques potentielles des ordinateurs quantiques.