StarkWare a annoncé que Bitcoin a franchi une étape majeure dans sa course contre l’informatique quantique. La société a confirmé qu’une transaction résistante au quantique a été minée sur le mainnet Bitcoin le 26 août, marquant la première démonstration en conditions réelles de sa construction Quantum Safe Bitcoin (QSB).

La transaction montre que Bitcoin peut prendre en charge une méthode de dépense résistante au quantique sans aucun changement de ses règles de consensus. Toutefois, cette avancée ne rend pas le réseau Bitcoin entièrement résistant au quantique.

Le risque quantique rencontre une transaction Bitcoin en direct

Bitcoin s’appuie actuellement sur la cryptographie à courbe elliptique pour les signatures de transaction. Un ordinateur quantique suffisamment puissant exécutant l’algorithme de Shor pourrait, à terme, dériver des clés privées à partir de clés publiques exposées, mettant potentiellement certaines détentions de Bitcoin en danger.

L’exposition n’est pas uniforme. Les clés publiques sont déjà visibles sur la chaîne pour les coins détenus au format pay-to-public-key (P2PK) utilisé aux débuts de Bitcoin, et toute adresse standard révèle sa clé publique lors de sa première dépense. Les sorties dont les clés publiques n’ont pas encore été publiées constituent des cibles plus difficiles, car un attaquant devrait aussi casser le hachage de l’adresse. Aucun ordinateur quantique actuel n’est considéré comme capable d’exécuter l’algorithme de Shor contre une clé elliptique de 256 bits ; les chercheurs estiment que cela nécessiterait des machines tolérantes aux pannes à une échelle bien supérieure au matériel actuel.

Le chercheur de StarkWare Avihu Levy a développé Quantum Safe Bitcoin pour répondre à cette vulnérabilité en utilisant les capacités de script existantes de Bitcoin. La méthode ajoute une couche de sécurité basée sur le hachage qui ne dépend pas des hypothèses liées aux courbes elliptiques.

QSB utilise une technique appelée signature grinding. Au lieu de produire une signature privée conventionnelle, l’expéditeur effectue un calcul important pour trouver un hachage de transaction qui satisfait les conditions requises. La sécurité obtenue repose sur la résistance aux préimages des hachages plutôt que sur la confidentialité d’une clé privée à courbe elliptique.

Une bouée de sauvetage coûteuse, pas une solution permanente

Cette avancée s’accompagne de limites importantes. La production d’une transaction QSB nécessite un calcul hors chaîne coûteux, la recherche initiale estimant des coûts de plusieurs centaines de dollars dans le cadre de ses hypothèses.

La transaction utilise également un format non standard. Les nœuds Bitcoin ordinaires ne la relaient pas via le processus normal du mempool, si bien que StarkWare s’est appuyé sur le service Slipstream de MARA pour transmettre la transaction directement à un mineur. MARA, l’une des plus grandes sociétés de minage de Bitcoin cotées en bourse, a lancé Slipstream en mars 2024 comme canal de soumission directe pour les transactions volumineuses ou non standard que le réseau de relais habituel ne prend pas en charge.

StarkWare continue de privilégier une mise à niveau du protocole Bitcoin comme solution à long terme. L’entreprise a également participé à BIP 360, une proposition visant à permettre une fonctionnalité de script Bitcoin résistante au quantique via un soft fork. Un tel fork nécessiterait un large soutien des opérateurs de nœuds et des mineurs, un processus de consensus qui, dans l’histoire de Bitcoin, s’est généralement déroulé sur de longs débats publics plutôt que sur des décisions rapides.

La démonstration sur le mainnet représente donc une option d’urgence pratique plutôt qu’une mise à niveau complète du réseau. Elle fait néanmoins passer la protection Bitcoin résistante au quantique de la recherche à une exécution concrète et offre aux détenteurs une autre voie potentielle avant que les ordinateurs quantiques ne puissent menacer les protections cryptographiques existantes. Les questions encore ouvertes sont concrètes : jusqu’où les coûts de grinding peuvent diminuer à mesure que la technique est perfectionnée, et comment BIP 360 progresse dans le processus d’examen ouvert de Bitcoin.