Le Q-day (ou la menace quantique) représente le jour théorique ou les ordinateurs quantiques seront suffisamment puissants pour casser les algorithmes de cryptographie asymétrique pré-quantiques. La date exacte n'est pas connue, ce qui crée un défi pour les gouvernements et les entreprises majeures de l'informatique pour préparer leur transition post-quantique. En effet, les algorithmes cryptographiques asymétriques seront cassés et leur utilisation ne garantira plus la protection des données ou leur authentification.
Cette prise de conscience provient de la présentation de l'algorithme de Shor, publié dans un papier en par Peter Shor démontrant qu'un ordinateur quantique peut factoriser des grands nombres entiers naturels en temps O et en espace , réduisant ainsi fortement la sécurité des cryptosystèmes basées sur la factorisation.
Risques La majorité des cryptosystèmes (serveurs web, blockchains, etc.) reposant sur des primitives cryptographiques pré-quantique basés notamment sur la décomposition en produit de facteurs premiers, ils sont vulnérables aux ordinateurs quantiques implémentant l'algorithme de Shor. ils ne pourront donc pas garantir la confidentialité et l'authenticité des données sans procéder à une transition vers des algorithmes post-quantiques.
Un problème contemporain (avant l'arrivée du Q-day) est la stratégie récolter maintenant, déchiffrer plus tard, par laquelle un adversaire peut récolter les données chiffrées avant le Q-day, et les déchiffrer ensuite, lorsqu'il sera en mesure d'acquérir un ordinateur quantique suffisamment puissant pour les déchiffrer.
Contre-mesures Dès 2016, le NIST a lancé une série de concours visant à évaluer des algorithmes post-quantiques candidats à la normalisation, recevant 82 soumissions.
En août 2024, l'organisme standardise ses trois premiers algorithmes post-quantiques : FIPS 203 (ML-KEM, anciennement appelé CRYSTALS-Kyber) pour le chiffrement, FIPS 204 (ML-DSA, anciennement appelé CRYSTALS-Dilithium) pour la signature, et FIPS 205 (SLH-DSA, anciennement appelé SPHINCS+) également pour la signature basée sur les arbres de Merkle.
Aux côtés de la cryptographie post-quantique, la cryptographie hybride est également prisée comme sécurité face aux ordinateurs quantiques et à la jeunesse des algorithmes post-quantiques (qui sont plus récents donc moins étudiés que leurs prédécesseurs pré-quantiques).
Plus généralement, les difficultés rencontrées par les organismes pour effectuer une transition post-quantique montrent l'importance d'une approche crypto-agile.
Calendrier prévisionnel Il n'existe aucun consensus scientifique sur la date de ce Q-day, et les prévisions évoluent régulièrement.
Notamment, cette date prévisionnelle est avancée lorsque des avancées majeures surviennent, telles que l'article de Google Quantum AI indiquant une optimisation de l'algorithme de Shor, réduisant à 1200 la quantité de qubits logiques nécessaires pour briser la signature d'une blockchain Bitcoin ou Ethereum.
D'autres avancées surviennent en parallèle comme l'annonce par Oratomic d'une utilisation de qubits atomiques reconfigurables, réduisant les besoins en qubits physiques pour une attaque sur des chiffrements basés sur les courbes elliptiques ou sur l'algorithme RSA.
On considère cette date comme celle à partir de laquelle un cryptosystème ne peut être considéré comme sécurisé s'il n'est pas résistant aux ordinateurs quantiques. Courant , il est considéré par le monde scientifique que cette période commence dès . L'année suivante, Google avance à cette échéance, sans pour autant redéfinir la date du Q-day.
Préparation des gouvernements et des multinationales Aux états-unis, le Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act de demande aux agences fédérales de migrer vers de la cryptographie post-quantique. En , le président des états-unis signe de nouveaux décrets accélérant cette migration pour .
En , le gouvernement australien recommande à ses agences d'effectuer leur transition d'ici .
En France, l'Agence Nationale de Sécurité des Systèmes d'Information (ANSSI) veut que la transition post-quantique se fasse d'ici . Elle annonce également délivrer ses premiers visas de sécurité pour des cryptosystèmes hybrides dès -.
Google et Microsoft annoncent en préparer une partie de leurs infrastructures pour une transition post-quantique à l'horizon . Microsoft annonce par ailleurs s'employer à mettre en place de la crypto-agilité pour ses données stockées.
Notes et références
Annexes Articles connexes Cryptographie post-quantique
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