Quid de la cybersécurité à l’ère des ordinateurs quantiques ?

Longtemps resté une simple idée de physicien, l’ordinateur quantique, qui promet de révolutionner le calcul, devient une réalité de plus en plus tangible. Dans quelques années, les premières machines capables de surpasser les ordinateurs classiques devraient faire leur apparition. Faisant par la même occasion peser une nouvelle menace sur les standards de cybersécurité chargés de protéger l’ensemble de nos données ?

L’ordinateur quantique, quésaco ?

Un ordinateur quantique peut être vu comme l’équivalent d’un ordinateur classique, à la différence près que ses calculs s’effectueraient en utilisant les lois de la physique quantique et plus précisément la loi de superposition des états quantiques. Tandis qu’un ordinateur standard utilise des bits d’information, soit des 0 soit des 1, un ordinateur quantique manipule des qubits. Ces derniers sont des généralisations de bits classiques, qui sont d’une certaine façon la superposition simultanée des deux états (0 et 1).

Imaginé par le Prix Nobel de physique Richard Feynman au début des années 1980, le concept d’un tel ordinateur devient aujourd’hui de plus en plus une réalité.

« Nous vivons actuellement une époque charnière où les industriels, comme Google ou IBM, s’emparent du sujet qui était resté jusqu’ici l’apanage des laboratoires de recherche et cela promet de nous faire passer des caps technologiques majeurs », se réjouit Tristan Meunier, de l’Institut Néel.

Quelle cybersécurité à l’ère quantique ?

Si IBM a ouvert le bal des ordinateurs quantiques commerciaux, il est néanmoins peu probable que leur avenir soit du côté du grand public. En effet, le calcul quantique n’exigeant que peu d’entrées et peu de sorties, ne se prête a priori qu’aux calculs dont la complexité réside dans l’analyse combinatoire. Ces problèmes sont typiques dans l’ordonnancement et les autres calculs de recherche opérationnelle, en bio-informatique et bien entendu en cryptographie. Le faible volume des entrées-sorties par rapport à celui du traitement rend toutefois envisageable leur usage à distance à travers le réseau Internet. Ce sont évidemment ces deux derniers points, utilisation via Internet et prédisposition à la cryptographie, qui laisse à penser que selon la motivation, nous pourrons faire face soit à une menace, soit à une opportunité en matière de cybersécurité.

Opportunité d’une cybersécurité quantique

La Chine a ouvert la voie avec une première communication avec un système quantique en 2017 et des moyens de chiffrement quantique sont déjà commercialisés. Il n’est pas nécessaire d’avoir un ordinateur quantique, une mise en place plus complexe qu’un chiffrement standard est simplement demandée. Si les transmissions quantiques ont tendance à se généraliser à l’avenir, elles pourraient être totalement inviolables et assurer une confidentialité la plus totale. Il est en effet impossible de réaliser une copie exacte de l’état intriqué d’un qubit : règle connue sous le nom de théorème de non-clonage.

Les ordinateurs quantiques pourraient donc être un moyen fiable pour garantir l’intégrité des données stockées tout en assurant un rôle de pilier de la lutte contre la fraude.

Ordinateur quantique au service des hackers, une nouvelle menace ?

Si un système de communication quantique est réputé inviolable, il n’en est pas de même pour nos réseaux actuels et nos ordinateurs standards, qui peuvent subir leurs foudres. En effet, tant que ces derniers n’auront pas été démocratisés, il y aura un risque en mode David contre Goliath.

En effet, les protocoles de chiffrement asymétriques, largement utilisés en cryptographie et dont la robustesse tient au temps incroyablement long qu’il faudrait pour les « casser » en force brute, ont du souci à se faire avec les calculateurs quantiques. Pour ces derniers, ce type de décryptage est théoriquement réalisable et en très peu de temps.

Par ailleurs, les attaques par déni de service (DOS ou DDOS) nécessitant l’exploitation de fortes ressources en termes de traitement informatique, pourraient devenir bien plus facilement exécutables à l’aide des futurs ordinateurs quantiques.

Cybersécurité et IT quantique, le point dans 10 ans

Les experts, industriels et chercheurs, pensent être en mesure de développer d’ici 5 à 10 ans les premiers ordinateurs quantiques susceptibles de prendre en charge des problèmes inaccessibles aux matériels conventionnels et donc de potentiellement révolutionner la sécurité informatique, jusqu’alors pensée pour des ordinateurs binaires.

« Le mouvement est en marche et peu importe la disponibilité de calculateurs quantiques, le fait que les USA s’engagent vers une voie opérationnelle démontre qu’il faudra que les acteurs de la sécurité montent en maturité et posent de nouveaux standards de cybersécurité ! ». Jean-Charles Faugère, Directeur de Recherche au Laboratoire d’Informatique de Paris 6

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