Coinbase a commencé à concevoir un système de conservation post-quantique destiné à protéger environ 250 milliards de dollars d’actifs institutionnels, tout en prenant en charge tout nouveau schéma de signature adopté par Bitcoin ou une autre blockchain.
MARA Foundation TV a reçu Yehuda Lindell, cryptographe en chef de Coinbase, qui a déclaré que la plateforme souhaite que son infrastructure de conservation reste utilisable, quels que soient les schémas de signature post-quantiques finalement retenus par les blockchains.
Bitcoin n’a pas encore choisi de schéma de signature pour un usage post-quantique pratique, ce qui laisse les dépositaires sans standard technique unique autour duquel reconstruire leurs systèmes. Lindell a indiqué que différentes communautés blockchain pourraient également parvenir à des décisions différentes au lieu d’adopter un schéma commun.
Coinbase se prépare donc à plusieurs scénarios possibles plutôt que de bâtir son système autour d’un seul candidat. Lindell a expliqué que l’entreprise veut éviter une situation dans laquelle une blockchain approuverait un schéma de signature que son infrastructure de conservation ne pourrait pas prendre en charge.
Ce travail revêt une importance particulière, car Coinbase conserve environ 250 milliards de dollars d’actifs pour des clients institutionnels, selon le chiffre communiqué par Lindell durant l’émission. Parmi ses clients figure BlackRock, qui utilise Coinbase Custody pour les actifs numériques liés à ses produits d’investissement.
Un examen américain de la conservation publié en août évaluait les actifs institutionnels de Coinbase à environ 376 milliards de dollars et indiquait que l’entreprise sécurise plus de 80 % des actifs détenus par les ETF spot Bitcoin et Ethereum cotés aux États-Unis. L’écart entre ces deux montants peut dépendre des dates de reporting ainsi que des services ou actifs inclus dans chaque estimation.
Les systèmes de conservation protègent les clés privées nécessaires pour autoriser les transactions. Toute modification future de la méthode de signature de Bitcoin exigerait donc des grands dépositaires qu’ils mettent à jour la technologie utilisée pour créer, stocker et exploiter ces clés.
De nombreuses plateformes de conservation institutionnelle utilisent le Multi-Party Computation, ou MPC, pour répartir le contrôle d’une clé privée entre plusieurs parties. Dans un tel dispositif, aucun participant n’a besoin de détenir ou de reconstituer la clé privée complète lors de l’approbation d’une transaction.
Lindell a indiqué que de nombreux schémas de signature post-quantiques pourraient être « peu compatibles avec le MPC », car leur conception mathématique diffère de celle des signatures actuellement utilisées par les principales blockchains. Les signatures fondées sur le hachage posent un problème particulier, car elles ne disposent pas de la structure arithmétique dont dépend le fractionnement cryptographique traditionnel des clés.
Des chercheurs, dont le cryptographe de l’université Stanford Dan Boneh, étudient des moyens possibles d’appliquer à ces signatures des contrôles de type MPC, a indiqué Lindell. Les recherches restent toutefois très expérimentales, et il n’est pas encore certain qu’un système pratique équivalent au MPC puisse être créé pour les signatures fondées sur le hachage.
L’intérêt de Coinbase pour ce domaine est antérieur à cette dernière conception de conservation. En janvier, l’entreprise a mis en place un conseil consultatif indépendant sur l’informatique quantique et la blockchain, réunissant Boneh, Lindell, le chercheur de l’Ethereum Foundation Justin Drake, le professeur de l’université du Texas Scott Aaronson, le fondateur d’EigenLayer Sreeram Kannan et la spécialiste des systèmes distribués Dahlia Malkhi.
Selon Coinbase, sa feuille de route post-quantique comprend des changements dans la gestion des adresses Bitcoin, des mises à jour des systèmes internes de gestion des clés et des recherches visant à prendre en charge des schémas comme ML-DSA au sein d’une infrastructure MPC. L’entreprise a chargé ce conseil consultatif d’évaluer les avancées quantiques, de publier des recommandations et de répondre aux principales évolutions techniques.
D’autres dépositaires ont commencé à tester une voie possible. En juin, BitGo a testé un MPC résistant au quantique avec Silence Laboratories en utilisant un protocole basé sur ML-DSA intégré à la plateforme de conservation de BitGo. Selon les entreprises, la simulation a conservé le contrôle distribué des clés, les vérifications de politiques et la séparation des responsabilités.
ML-DSA figure dans la norme FIPS 204, un standard de signature numérique post-quantique publié par le National Institute of Standards and Technology des États-Unis. Les propos de Lindell indiquent que Coinbase veut une architecture capable de gérer des schémas au-delà de ML-DSA si Bitcoin ou un autre réseau choisit une conception différente.
Pour réduire sa dépendance à la compatibilité MPC, Coinbase explore une architecture de secours reposant sur des Hardware Security Modules programmables, selon Lindell.
Les HSM sont des dispositifs physiquement protégés utilisés pour stocker du matériel cryptographique et exécuter des opérations sensibles. Dans l’architecture envisagée par Coinbase, les clés privées resteraient chiffrées à l’aide d’une cryptographie post-quantique et ne seraient assemblées qu’à l’intérieur de HSM sécurisés.
Le fait de contenir la clé complète dans le dispositif protégé permettrait au dépositaire de travailler avec des schémas de signature qui ne peuvent pas être répartis via un MPC conventionnel. Des modules programmables pourraient aussi donner à Coinbase la marge nécessaire pour ajouter de nouveaux supports à mesure que les développeurs blockchain arrêtent de nouveaux standards.
Lindell n’a donné aucune date d’achèvement, indiquant que le travail technique pourrait prendre du temps. Une fois le système terminé, il s’attend toutefois à ce que Coinbase puisse fonctionner sans avoir à prédire quel schéma post-quantique chaque réseau choisira.
« Je pourrai dire : je peux prendre en charge n’importe quel schéma », a déclaré Lindell.
La sécurité physique devient plus importante dans le modèle proposé, car la clé complète existerait temporairement à l’intérieur d’un HSM. Coinbase devrait donc faire en sorte que ces modules puissent effectuer la signature sans exposer la clé à des logiciels externes ou à des opérateurs.
Cette approche n’obligerait pas Coinbase à abandonner le MPC pour les schémas de signature qui le permettent. Au contraire, l’architecture HSM servirait d’autre méthode de conservation lorsque la cryptographie choisie par un réseau ne peut pas fonctionner avec la génération et la signature distribuées des clés.
Bitcoin utilise actuellement la cryptographie à courbe elliptique, et aucun ordinateur quantique démontré publiquement ne peut dériver ses clés privées à partir de clés publiques exposées. Les chercheurs et groupes du secteur appellent néanmoins à une préparation précoce, car modifier le modèle de sécurité de Bitcoin nécessiterait du développement logiciel, des tests, des mises à niveau de portefeuilles et un consensus réseau.
Crypto.news a rapporté en juin que le conseil consultatif de Coinbase avait exhorté les développeurs de Bitcoin à commencer à créer des outils de migration avant même l’existence d’un ordinateur quantique cryptographiquement pertinent. Le conseil a estimé qu’environ 1,7 million de BTC se trouvent dans d’anciennes adresses pay-to-public-key avec des clés publiques exposées, tandis que la réutilisation d’adresses pourrait placer jusqu’à 5 millions de BTC dans une catégorie de risque future.
Le conseil consultatif n’a pas recommandé de geler, de brûler ou de laisser des coins vulnérables à la disposition d’un futur attaquant. Il a estimé que la communauté Bitcoin devrait décider, via son processus de consensus, de la manière de traiter les coins qui resteraient dans d’anciens formats d’adresse après une échéance de migration.
Des propositions préliminaires examinent des volets distincts du problème. Le BIP 360, connu sous le nom de Pay-to-Merkle-Root, supprimerait l’option de dépense key-path de Taproot vulnérable au quantique, tandis que le BIP 361 décrit un retrait progressif des signatures ECDSA et Schnorr historiques après que Bitcoin aura acquis une méthode de sortie post-quantique.
Aucune de ces propositions n’a été activée. Une récente évaluation de migration a également conclu que SHRINCS, une conception expérimentale de signature fondée sur le hachage actuellement discutée, reste un projet non numéroté nécessitant un examen complémentaire et une preuve de sécurité finalisée.
Pour les investisseurs américains, les préparatifs de Coinbase concernent les actifs détenus via des produits d’investissement réglementés ainsi que les coins conservés pour des clients institutionnels directs. Les investisseurs dans les ETF spot Bitcoin et Ethereum ne contrôlent pas les clés privées sous-jacentes aux avoirs des fonds ; ces clés sont gérées par des dépositaires sélectionnés par les émetteurs.
La capacité de Coinbase à prendre en charge plusieurs schémas de signature pourrait devenir pertinente si Bitcoin, Ethereum ou un autre réseau utilisé par un fonds coté aux États-Unis adopte une nouvelle cryptographie. Toute migration blockchain dépendrait néanmoins des règles du réseau et des actions des utilisateurs, des fournisseurs de portefeuilles, des plateformes d’échange, des dépositaires et des opérateurs de fonds, plutôt que d’une décision de Coinbase seule.
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