Cryptographie post-quantique : le monde n'est pas prêt pour le "Jour Q"
L'expression "Quantum Q day", ou "Jour Q" désigne le jour où un ordinateur quantique sera accessible au public. Une lointaine possibilité jusque-là, un événement situé loin dans le futur, et dont on n’était même pas certain qu’il advienne vraiment un jour.
Mais les choses ont bien évolué. Google a atteint la suprématie quantique fin 2019 avec son processeur Sycamore, qui a permis d’effectuer en un peu plus de trois minutes une opération qui aurait pris 10 000 ans à un ordinateur traditionnel. IBM prévoit de publier les résultats d’un calcul quantique utile d’ici la fin de l’année. Début juin, Microsoft a de son côté dévoilé sa puce Majorana 2, mille fois plus fiable, selon l’entreprise, que la puce précédente, Majorana 1, sortie début 2025. L’an passé, Amazon a également présenté sa propre puce quantique, Ocelot.
Le jour Q ne cesse de se rapprocher
A cela s’ajoutent les avancées de l’IA, qui entraînent une accélération des progrès de l’informatique quantique, notamment en appuyant la recherche fondamentale sur la conception et l'amélioration du matériel quantique, facilitant la découverte de nouveaux algorithmes quantiques et améliorant la correction des erreurs de calcul faites par ces ordinateurs d’un type nouveau. C’est par exemple l’usage de l’IA qui a permis début avril à des chercheurs de Google et de la jeune pousse du quantique Oratomic de trouver un algorithme permettant d’améliorer le codage des qubits, ouvrant la voie vers des ordinateurs quantiques plus puissants et plus résistants aux erreurs. Suite aux récents progrès accomplis, Google a abaissé sa prédiction pour l’avènement du "Jour Q" à 2029. C’est également à cette date qu’IBM ambitionne de sortir son ordinateur Starling.
"Le Jour Q est à l’horizon, et cet horizon ne cesse de se rapprocher", estime Rik Ferguson, VP Security Intelligence chez l’entreprise de cybersécurité Forescout. "Le calendrier du National Institute of Standards and Technology (NIST, un organisme américain chargé depuis les années 1970 de définir les algorithmes de cryptographie utilisés par l'administration américaine, ndlr), concernant la date à laquelle chacun doit être prêt, fixé à 2035 en 2024, est ainsi déjà obsolète."
Collecter maintenant, décrypter plus tard
Un ordinateur quantique accessible au grand public pourrait aisément surmonter les méthodes de chiffrement actuelles. Le chiffrement asymétrique à clé publique tel qu'il existe aujourd'hui, qui repose sur les algorithmes RSA, basés sur des paires de clés publique-privée, est inviolable par les ordinateurs actuels : il faut environ 250 ans à un ordinateur d’aujourd’hui pour casser une telle clef. Mais lorsque le Jour Q arrivera, cela deviendra un jeu d’enfant : on estime qu’il faudra alors environ quatre heures seulement à une machine quantique pour y parvenir.
Or, si le jour se profile pour la fin de la décennie, cela signifie que "tout les algorithmes d’encryption qui sont déployés aujourd’hui doivent d’ores et déjà être résistants au quantique, car ces systèmes seront encore en service lorsque cette échéance sera atteinte ", estime Rik Ferguson.
D’autant qu'en attendant, les acteurs peuvent d’ores et déjà collecter d’immenses quantités de données cryptées, afin de les stocker et de les décrypter une fois qu’un ordinateur quantique suffisamment puissant sera accessible. Une bonne partie des données collectées par le programme Muscular, révélé dans les fichiers Snowden, via lequel la NSA interceptait les données entre les centres de données de Google et Yahoo, étaient ainsi des données chiffrées, pour l’heure inexploitables.
"Nous savons, d'après les documents Snowden, que la NSA maintient des installations dédiées au stockage de données qu'elle ne peut pas déchiffrer actuellement, mais qu'elle conserve dans l'hypothèse où elle serait en mesure de le faire à l'avenir", précise Rik Ferguson. Depuis la Chine, le réseau cybercriminel Tycoon, a massivement dérobé des données cryptées lors de ses attaques menées sur les infrastructures de télécom américaines. "Ils ont compromis neuf opérateurs différents et passé plus de trois ans à l'intérieur de l'un de ces réseaux. A tel point que la NSA, la CISA, le FBI et le BSI allemand ont tous émis des avertissements coordonnés indiquant que les hackers chinois colonisent des réseaux et volent des données, chiffrées ou non, à grande échelle ", détaille Rik Ferguson.
Entre 2018 et 2020, les Russes ont fait de même avec un détournement de BGP. Les API de Google Cloud et d'autres services ont été déviés vers l'infrastructure russe pendant un peu plus d'une heure. Or, si les données transitent par votre infrastructure, vous pouvez facilement en faire une copie.
Prioriser le chiffrement des données stratégiques sur le long terme
La capacité à collecter des données pour les déchiffrer ultérieurement est donc prouvée. Associée à l’émergence rapide du quantique, elle pose un risque évident. Bonne nouvelle : les algorithmes permettant de se protéger contre les ordinateurs quantiques existent déjà. Définis par le National Institute of Standards and Technology, ils sont disponibles depuis 2024, fruits d’un travail de recherche mené avec des cryptographes du monde entier durant sept ans.
Problème : leur adoption ne va pas du tout assez vite, surtout compte tenu du rapprochement du Jour Q. "D'après les données les plus récentes que nous observons sur les réseaux, seulement 8% des appareils utilisent des algorithmes résistants au quantique via le protocole SSH. Ce chiffre est en progression, mais cela ne va pas du tout assez vite. L’adoption a rapidement accéléré au début avant d’atteindre un plateau. Et les gouvernements, qui sont censés montrer l’exemple et avertir tout le monde de l’ampleur du risque, sont en queue de peloton en matière d'adoption. Les services aux entreprises, à l’inverse, sont en tête, poussés par les inquiétudes et les demandes des clients", détaille Rik Ferguson.
S’il est important d’accélérer l’adoption, il faut aussi donner la priorité à certains types de données sur d’autres, en fonction de nouveaux critères. En effet, les données particulièrement exposées aux attaques de type "collecter maintenant, déchiffrer plus tard", sont celles qui ont une valeur stratégique qui s’étend sur plusieurs années, voire plusieurs décennies.
Cela inclut les dossiers médicaux, qui doivent du fait de la loi être conservés pendant une période significative, et dont la valeur se maintient tout au long de cette période. Mais aussi, pour rester dans le domaine médical, les projets de recherche et développement pharmaceutiques, les formulations, les pistes qu’un laboratoire a décidé de ne pas breveter... Ou encore les négociations en prévision d’une fusion-acquisition, les communications juridiques, ou, d'un point de vue gouvernemental, les dettes souveraines et les positions financières des Etats et des gouvernements.
Ainsi, bien sûr, que les communications dans les domaines de la défense et du renseignement, et les informations sur l'architecture des infrastructures nationales critiques. Ce sont là les exemples les plus lourds de conséquences, là où des Etats étrangers ont un intérêt évident à collecter des données aujourd'hui, parce qu'elles conserveront leur valeur pendant une longue période.
A l’inverse, les données qui peuvent également être sensibles, mais dont la valeur expirera avant que le Jour Q n'arrive, comme les jetons de session, les identifiants à courte durée de vie, le trafic vers des sites web chiffré, les pages de connexion, présentent un risque bien plus faible.