Des chercheurs d'AmericanFortress, une entreprise de sécurité blockchain et de cryptographie basée au Wyoming, spécialisée dans la sécurité post-quantique et l'infrastructure d'actifs numériques, ont proposé un système cryptographique qui, selon eux, pourrait permettre aux portefeuilles Bitcoin et autres blockchains de résister aux futures attaques quantiques sans modifier les adresses de portefeuille existantes.

Dans un article intitulé « ZKPoSP : Preuves Post-Quantiques à Divulgation Nulle de Connaissance pour les Portefeuilles Déterministes Hiérarchiques », les chercheurs d'AmericanFortress décrivent le remplacement des signatures traditionnelles à courbe elliptique par des preuves à divulgation nulle de connaissance tout en maintenant la compatibilité avec les portefeuilles déterministes hiérarchiques.

« Les progrès récents en matière de matériel quantique, y compris le processeur Willow de Google, ont considérablement réduit le délai avant l'arrivée d'ordinateurs quantiques cryptographiquement pertinents », ont-ils écrit. « Dans le contexte de la blockchain, où les adresses et les normes de dérivation de clés telles que BIP32, BIP44 et SLIP-10 constituent l'infrastructure dominante pour la gestion des portefeuilles, un ordinateur quantique exécutant l'algorithme de Shor peut récupérer n'importe quelle clé privée de courbe elliptique à partir de la clé publique correspondante, menaçant ainsi tous les portefeuilles actuellement en production. »

La recherche se concentre sur le « Jour Q » (Q-Day), le moment où un ordinateur quantique tolérant aux pannes pourrait utiliser l'algorithme de Shor pour dériver des clés privées à partir de clés publiques, rendant ainsi la cryptographie à courbe elliptique utilisée par Bitcoin et de nombreuses autres blockchains, vulnérable.

Plutôt que d'exiger des utilisateurs de migrer des fonds vers de nouvelles adresses sécurisées contre les attaques quantiques, le système proposé remplace les signatures numériques par des preuves à divulgation nulle de connaissance qui vérifient la propriété de la phrase de récupération d'un portefeuille. Étant donné que la phrase de récupération elle-même reste secrète, les auteurs soutiennent que les propriétaires légitimes pourraient toujours prouver le contrôle de leurs portefeuilles même si des clés privées individuelles sont compromises.

L'article présente ZKPoSP (Preuve à Divulgation Nulle de Connaissance de la Provenance de la Phrase de Récupération) et QBIP32, un schéma de dérivation de clés conçu pour prendre en charge plusieurs courbes elliptiques tout en restant compatible avec les portefeuilles déterministes hiérarchiques existants.

Selon l'étude, les chercheurs d'AmericanFortress ont implémenté le système en Rust en utilisant la machine virtuelle à divulgation nulle de connaissance RISC Zero. Des tests prototypes ont montré des temps de génération de preuve d'environ 12 à 13 secondes et des temps de vérification d'environ 9 à 10 millisecondes. L'article décrit également un mode post-Jour Q qui réduit le temps de preuve pour certaines opérations.

La recherche n'a été adoptée par aucun réseau blockchain. Tout déploiement nécessiterait l'adoption par les développeurs, les fournisseurs de portefeuilles, les échanges, les mineurs et les utilisateurs.

L'intérêt pour la cryptographie post-quantique s'est accru à mesure que les développeurs de blockchain se préparent au Jour Q. Bitcoin présente un défi particulier car dépenser des pièces expose leurs clés publiques sur la blockchain. Un ordinateur quantique suffisamment puissant pourrait utiliser ces clés publiques pour dériver des clés privées et forger des signatures de transaction valides.

L'article est le dernier d'une série d'efforts au sein de l'industrie crypto pour préparer les réseaux blockchain à un avenir post-quantique. Plus tôt ce mois-ci, Project Eleven a proposé un mécanisme de récupération post-quantique qui permettrait aux utilisateurs de prouver la propriété d'un portefeuille Bitcoin via sa phrase de récupération plutôt qu'une signature numérique après le Jour Q.

En mars, BTQ Technologies a publié la première implémentation fonctionnelle de BIP-360 sur un testnet dédié « Bitcoin Quantum » pour évaluer les formats de transaction résistants au quantique. En mai, la société d'analyse blockchain Glassnode a estimé qu'environ 6,04 millions de Bitcoin, soit environ 30 % de l'offre en circulation, ont déjà des clés exposées publiquement, tandis que le Département du Commerce des États-Unis a annoncé plus de 2 milliards de dollars de financement pour les entreprises d'informatique quantique et les initiatives de fabrication.

La semaine dernière, de grandes entreprises, dont BlackRock, Coinbase, Strategy, Fidelity Digital Assets, Galaxy et d'autres, ont formé le Bitcoin Security Consortium, s'engageant à verser 15 millions de dollars sur trois ans pour soutenir la recherche sur la sécurité de Bitcoin et la défense contre les attaques quantiques.