Récolter maintenant, déchiffrer plus tard : la menace quantique expliquée

La stratégie de piratage « Harvest Now, Decrypt Later » repose sur la conviction que le monde n’est qu’à quelques années d’un ordinateur quantique abordable. Ces ordinateurs sont des milliers de fois plus puissants que les solutions traditionnelles. En conséquence, ils seront capables de démanteler une grande partie des meilleures méthodes de chiffrement actuelles. Voici ce que vous devez savoir.

Les ordinateurs quantiques excellent dans des tâches spécifiques

Les ordinateurs quantiques sont déjà là, et dans certains cas, ils sont plus puissants que les meilleurs superordinateurs du monde. Plus précisément, ils ne sont efficaces que pour certaines tâches parce qu’ils peuvent exécuter des algorithmes à grande échelle en parallèle. Par exemple, les ordinateurs quantiques peuvent réaliser des tâches d’optimisation en quelques minutes alors que le meilleur superordinateur mettrait des jours à les accomplir.
Des tâches telles que l’échantillonnage de circuits aléatoires prendraient Frontier, un superordinateur de pointe, plus de 47 ans pour les terminer. La même tâche a été réalisée par un système quantique en 6 secondes – un exploit réalisé en 2019, lorsque le processeur Sycamore de Google a accompli un échantillonnage de circuits aléatoires en quelques secondes, ce que Google estimait nécessiterait beaucoup plus de temps aux superordinateurs classiques. Cependant, ce benchmark a fait l’objet de débats, et les améliorations des algorithmes classiques ont réduit l’écart.

Récolter maintenant, déchiffrer plus tard (HNDL)

À mesure que les ordinateurs quantiques deviennent plus stables et abordables, ils apportent un certain nombre d’avantages, mais aussi plusieurs risques pour les infrastructures et les mesures de sécurité actuelles. La méthode « Hack Now Decrypt Later » se produit lorsque des attaquants obtiennent des copies de données chiffrées pour les déchiffrer à une date ultérieure.

L’idée du HNDL a commencé à gagner en popularité au début des années 2010, alors que les cryptomonnaies et d’autres protocoles avancés prenaient leur envol. Ces systèmes utilisaient des méthodes de chiffrement avancées reposant sur de longues équations mathématiques nécessitant d’énormes quantités de temps pour être brisées avec la technologie actuelle.

Cependant, les hackers HNDL ne cherchent pas à casser le chiffrement aujourd’hui. Leur objectif est de stocker les données jusqu’à ce qu’un ordinateur quantique soit largement disponible. Cette stratégie permettrait aux hackers d’exploiter des protocoles clés comme l’algorithme de Shor pour démanteler des stratégies de chiffrement majeures telles que l’ECC (cryptographie à courbe elliptique) et le chiffrement RSA.

Algorithme de Shor

Au cœur de cette capacité se trouve une équation appelée algorithme de Shor. L’algorithme de Shor a été inventé par Peter Shor en 1994 comme moyen de factoriser de grands entiers sur des systèmes quantiques. Cette capacité permet au système de vaincre les méthodes de chiffrement traditionnelles qui prendraient des décennies à un système classique, rendant des méthodes comme le chiffrement RSA obsolètes.

Edward Snowden

La première révélation de cette stratégie de piratage a émergé en 2013 lorsque Edward Snowden a fui les États‑Unis, craignant pour sa sécurité après avoir exposé l’ampleur de l’espionnage civil de la NSA. Dans ses révélations, il documente comment l’organisation volait régulièrement des données chiffrées dans le but explicite d’utiliser les technologies futures pour briser le chiffrement.

Source – Freedom of the Press

Le risque est réel et se produit aujourd’hui

Bien qu’il soit impossible d’obtenir des statistiques fiables sur les attaques HNDL en raison de leur nature technique, les risques restent répandus. Selon les sondages de Deloitte, le HNDL devrait être la principale préoccupation pour toute entreprise ou organisation détenant des données très sensibles à long terme.

Types de données vulnérables

Pour comprendre pourquoi cette méthode de piratage est si dangereuse, il faut d’abord examiner les types de données ciblées. Ces hackers ne recherchent pas des données à court terme. Ils se concentrent plutôt sur des informations clés à long terme comme les données financières et de santé réglementées.
On observe également une augmentation des rapports indiquant que cette méthode est utilisée contre la propriété intellectuelle, les secrets commerciaux d’entreprise, les programmes gouvernementaux et les stratégies de défense. Tous ces éléments conservent de la valeur avec le temps, certains gagnant même en pertinence.

Journée Q

Ces hackers attendent la « Journée Q ». Ce terme décrit le point de bascule où les ordinateurs quantiques deviendront capables de casser presque tous les anciens systèmes de chiffrement. Ce point hypothétique dépend d’ordinateurs quantiques cryptographiquement pertinents (CRQC) capables de fonctions de qubits stables résolvant les algorithmes cryptographiques asymétriques.
Selon les analystes, la Journée Q se rapproche de plus en plus de la réalité. Certains la placent dès cette année, tandis que d’autres estiment qu’il reste encore une décennie aux entreprises et aux gouvernements pour se préparer. Tous s’accordent toutefois à dire que les premières estimations de la Journée Q dans les années 2050 étaient trop optimistes.

Pourquoi Récolter maintenant, déchiffrer plus tard est une menace réelle

Actuellement, les ordinateurs quantiques sont extrêmement rares et coûteux à entretenir. En conséquence, ils ne sont accessibles qu’aux nations disposant d’institutions d’apprentissage avancées capables de soutenir les exigences de ces appareils.

Cependant, à mesure que la technologie et le prix d’entretien de ces dispositifs diminuent, davantage de nations et d’organisations achèteront et exploiteront des appareils quantiques. Cette révélation n’échappe pas aux hackers étatiques qui ont intensifié le vol de données chiffrées à long terme. Malheureusement, le HNDL ne laisse aucune trace comme les violations de données traditionnelles tant que les données ne sont pas déchiffrées.

Il est à noter que des ingénieurs ont identifié des moyens d’accélérer la détection d’intrusion, notamment en surveillant des volumes d’exfiltration anormaux. Ce scénario signifie qu’il est impossible de savoir quelles données ont déjà été volées et attendent d’être exploitées à l’avenir.

Comment protéger vos données

Compte tenu de la vitesse à laquelle ces appareils se développent et de leur accessibilité prévue d’ici la fin de la décennie, il est important que les organisations et les entreprises apprennent à rester protégées. L’une des premières étapes du processus consiste à inventorier tous leurs actifs cryptographiques.

Cryptographie post‑quantique (PQC)

Cette étape vous permet de créer une liste d’actifs qui doivent être migrés vers des options de cryptographie post‑quantique (PQC). Cette liste doit indiquer l’actif et son type de cryptographie. Elle doit également inclure une durée et des vecteurs d’exposition prenant en compte la pertinence des ordinateurs quantiques.
Les entreprises peuvent utiliser des métriques comme le système de score HNDL pour identifier les données les plus à risque. Cette notation doit ensuite être croisée avec les données de piratage actuelles afin de garantir que les informations précieuses et les plus recherchées restent une priorité. L’objectif de cette approche est de s’assurer que votre société n’utilise que des chiffrement avec une durée de vie de +10 ans.

Normes PQC du NIST

Le National Institute of Standards and Technology (NIST) a été fondé en 1901 en tant qu’agence du Département du Commerce. Son objectif est de créer des normes qui favorisent l’innovation tout en préservant la protection des consommateurs et la sécurité.

L’un de ses rôles clés est d’établir des normes de sécurité pour l’industrie technologique dans le cadre de l’initiative Cybersecurity Framework (CSF). Ce cadre a été déterminant pour les entreprises cherchant des orientations sur la façon de rester sécurisées dans le futur de l’informatique quantique.

Par exemple, le groupe a introduit plusieurs normes de cryptographie post‑quantique (PQC), dont FIPS 203‑205, ML‑KEM, ML‑DSA et SLH‑DSA. Ces méthodes de chiffrement ont été testées quantiquement dans les installations du groupe, garantissant leur résistance aux futures attaques.

Ordinateur quantique cryptographiquement pertinent

Le terme Ordinateur quantique cryptographiquement pertinent (CRQC) désigne un système possédant des capacités quantiques et tolérant les fautes. De plus, il peut supporter l’algorithme de Shor à grande échelle. Notons que cet appareil est encore loin d’être disponible.

Il existe des obstacles techniques que les ingénieurs s’efforcent de surmonter pour amener les CRQC sur le marché. Par exemple, ces appareils doivent prendre en charge des milliers de qubits logiques. Cette tâche est plus facile à dire qu’à faire, les qubits logiques étant construits à partir de millions de qubits physiques grâce à des codes de correction d’erreurs afin d’éliminer la décohérence.

Actuellement, la décohérence reste un facteur limitant majeur dans la conception des ordinateurs quantiques. Cependant, des percées récentes qui pourraient rendre ces appareils réels d’ici les cinq prochaines années ont été observées.

Quels pays mènent des opérations HNDL ?

De nombreuses nations sont suspectées de mener des opérations HNDL. Edward Snowden a révélé que des agences américaines utilisaient cette méthode depuis des années pour recueillir des informations qui pourraient un jour être utilisées pour suivre ou catégoriser les citoyens américains.

Chine, Russie, Corée du Nord

Il n’est pas surprenant que la Chine, la Russie et la Corée du Nord soient également impliquées dans des schémas HNDL suspectés contre d’autres nations. Dans un cas, la Chine est accusée de vol de propriété intellectuelle auprès d’entreprises de défense, leur permettant de capturer d’importantes quantités de données qui pourraient un jour être décodées.

Cryptomonnaies

Le secteur de la blockchain en particulier a consacré beaucoup d’efforts à se préparer à la Journée Q. Les ordinateurs quantiques peuvent potentiellement casser la cryptographie à courbe elliptique (ECDSA), qui est au cœur de plusieurs projets majeurs comme Bitcoin et Ethereum.
L’un des principaux problèmes est que les ordinateurs quantiques sont suffisamment puissants pour prendre les clés publiques exposées et déterminer l’équation permettant de débloquer les clés privées en quelques minutes. Cette étape prendrait des décennies, voire plus, aux ordinateurs classiques. Ainsi, plusieurs projets intègrent des protections quantiques.

Comment les blockchains peuvent prévenir les attaques quantiques

Il existe plusieurs façons dont les blockchains peuvent sécuriser leur défense contre les piratages quantiques. Notamment, certains projets déjà résistants au quantique, le premier cryptomonnaie à intégrer ces protections étant le Quantum Resistant Ledger en 2018.
Curieusement, cette blockchain intègre plusieurs nouvelles technologies, dont un système de signature basé sur le hachage approuvé par le NIST. Le projet associe cette technologie à un XMSS (eXtended Merkle Signature Scheme) pour garantir la protection.

Qu’en est‑il des projets traditionnels comme Bitcoin

La majorité des blockchains ne sont pas encore protégées contre le quantique. Elles devront donc apporter des changements plus radicaux pour assurer leur protection. Ces changements nécessiteront sans doute un hard fork, car ils modifieront les algorithmes de base des projets.

Bitcoin Core résistant aux mises à jour du consensus

Bitcoin Core est connu pour son désir de garder l’algorithme de consensus intact afin d’assurer stabilité, consensus et compatibilité descendante. Malgré une forte résistance à tout hard fork, il y a eu des propositions de protection quantique et même des hard forks qui se sont produits.

Risques pour la sécurité nationale

Un nombre croissant d’analystes en sécurité continuent de sonner l’alarme concernant les attaques HNDL aux plus hauts niveaux gouvernementaux. Des éléments tels que les discussions diplomatiques, les opérations militaires passées, les réseaux clandestins et même les plans de défense pourraient devenir largement accessibles après la Journée Q.
Cette technologie a le potentiel d’exposer des secrets que le gouvernement a protégés pendant des décennies. Elle inclut la capacité de décoder les transactions gouvernementales confidentielles et d’autres opérations financières hautement sensibles.

Combien de temps avez‑vous pour vous préparer à la Journée Q

Il n’existe pas de date fixe à laquelle les développeurs d’ordinateurs atteindront un CRQC fonctionnel, et les analystes restent divisés sur leurs prévisions. Du côté conservateur, la majorité des experts le placent au-delà de 2035. Cette projection s’aligne avec la feuille de route d’échelle d’IBM.
À l’autre extrémité du spectre se trouvent ceux qui estiment que la technologie pourrait être réalisée d’ici les cinq prochaines années, avec un impact généralisé ressenti dès le début des années 2030. Ces analystes s’appuient sur les récentes percées en informatique quantique qui ont créé des qubits plus stables et des puces plus puissantes.

Entreprises leaders de la migration vers la sécurité post‑quantique

Une liste croissante d’organisations et d’entreprises a pris l’initiative de prévenir les futures tentatives de piratage quantique. Ces sociétés continuent d’investir d’énormes sommes dans la recherche et les tests de leurs systèmes afin d’éviter des pertes de plusieurs milliards à l’avenir.

IBM

IBM (IBM ) reste un pionnier des systèmes quantiques tolérants aux fautes. L’entreprise a consacré beaucoup d’efforts au développement d’outils de gestion automatisée du chiffrement comme le Guardium Cryptography Manager pour prévenir les futures attaques. Elle s’est également engagée à atteindre une conformité aux normes PQC du NIST d’ici la fin 2026

Il est notable qu’IBM possède un avantage distinct du fait de son activité dans le secteur de l’informatique quantique, ce qui lui permet d’obtenir des informations directes. L’entreprise a notamment commencé les tests sur son dernier système Condor de 1 121 qubits. Chaque itération de leurs puces ajoute davantage de qubits, rapprochant la Journée Q.
IBM estime pouvoir atteindre 2 000 qubits logiques avec sa puce Blue Jay. Cette densité placerait la puce à seulement 372 qubits logiques des limites Shor RSA‑2048, ce qui pourrait en faire le premier Ordinateur quantique cryptographiquement pertinent.

Récolter maintenant, déchiffrer plus tard – devons‑nous nous inquiéter ?

Oui, la perspective que les ordinateurs quantiques puissent anéantir en une nuit des siècles de chiffrement est un problème majeur et réel qui mérite votre attention. Cependant, de nombreux obstacles techniques subsistent avant que la technologie n’atteigne cet état. Ainsi, vous disposez d’au moins cinq ans pour rendre vos bases de données résistantes au quantique.

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