Blockstream étudie la manière dont Bitcoin pourrait adopter de nouveaux schémas de signature numérique afin de protéger le réseau contre les menaces potentielles des futurs ordinateurs quantiques, et son équipe de recherche a identifié Falcon-1024 comme le principal candidat à base de réseaux euclidiens après avoir examiné plusieurs alternatives.

Selon Wu Blockchain, les chercheurs de cette société d'infrastructure Bitcoin ont évalué Dilithium, Falcon et Hawk comme schémas de signature candidats à base de réseaux euclidiens. La cryptographie à base de réseaux euclidiens figure parmi les familles d'algorithmes post-quantiques les plus étudiées, reposant sur des problèmes mathématiques considérés comme difficiles même pour les ordinateurs quantiques. Leur comparaison a penché en faveur de Falcon-1024, que l'équipe a jugé comme un équilibre approprié entre signatures compactes, vérification rapide et hypothèses de sécurité matures.

Pourquoi Falcon-1024 s'est distingué

Cette évaluation s'inscrit dans le cadre de recherches en cours sur des approches cryptographiques susceptibles d'aider Bitcoin à faire face aux risques liés aux progrès de l'informatique quantique. Bitcoin sécurise actuellement les transactions avec des signatures sur courbes elliptiques, et un ordinateur quantique suffisamment puissant exécutant l'algorithme de Shor pourrait en théorie casser les mathématiques qui les sous-tendent, raison pour laquelle les schémas de signature occupent une place centrale dans les discussions sur la préparation quantique du réseau. Les signatures numériques sont fondamentales pour le modèle de sécurité de Bitcoin, et la perspective de capacités quantiques futures a incité les chercheurs à examiner des alternatives aux méthodes cryptographiques actuellement utilisées.

Parmi les trois options à base de réseaux euclidiens considérées, Falcon-1024 s'est distingué par une combinaison de caractéristiques de performance pratiques et de considérations de sécurité. La compacité de ses signatures et la rapidité de sa vérification comptent parmi les facteurs ayant soutenu la préférence de l'équipe.

Cependant, l'identification d'un candidat prometteur ne signifie pas que la technologie soit prête à être déployée sur l'ensemble de Bitcoin. Selon le résumé de recherche, plusieurs défis techniques et de mise en œuvre restent non résolus.

Normalisation et obstacles liés aux portefilles

Un obstacle est la normalisation inachevée. Sans normes finalisées, l'intégration d'un nouveau schéma de signature dans Bitcoin exigerait des travaux techniques et des évaluations supplémentaires, alors même que les algorithmes post-quantiques en général ont traversé des processus d'examen pluriannuels tels que celui mené par l'institut national américain de normalisation et de technologie (NIST). Les chercheurs ont également souligné les besoins en mémoire des portefeuilles matériels, qui pourraient compliquer la mise en œuvre sur des dispositifs aux ressources limitées.

Une autre question non résolue est l'absence d'un schéma viable de dérivation de clé publique. Cela constitue un obstacle supplémentaire pour adapter les signatures à base de réseaux euclidiens aux dispositifs existants de gestion des clés de Bitcoin.

La recherche de Blockstream distingue donc l'évaluation d'une solution potentielle à long terme et la sélection d'une approche qui pourrait être mise en œuvre à court terme.

Les signatures à base de hachages restent l'option conservatrice

Malgré l'intérêt pour la cryptographie à base de réseaux euclidiens, les chercheurs ont souligné que les signatures à base de hachages demeurent l'option la plus conservatrice à court terme pour Bitcoin. Les schémas à base de hachages tirent leur sécurité des fonctions de hachage plutôt que des mathématiques des courbes elliptiques, les plus exposées aux attaques quantiques, ce qui explique qu'ils soient souvent considérés comme le choix conservateur dans la planification post-quantique. Ce positionnement fait de Falcon-1024 un candidat à l'étude plutôt qu'un remplacement immédiat du système de signatures existant du réseau.

Un déploiement hybride pourrait également s'imposer comme une approche future potentielle, permettant d'incorporer ensemble différentes méthodes cryptographiques. Toutefois, le résumé de recherche n'établit aucun calendrier de déploiement et ne confirme pas que Bitcoin adoptera Falcon-1024.

Pour l'heure, l'évaluation de Blockstream met en lumière à la fois le potentiel des signatures à base de réseaux euclidiens et le travail pratique qui reste à accomplir, notamment la normalisation, la compatibilité des portefeuilles matériels et la dérivation de clés publiques.