Qu'est-ce que Cryptographie post-quantique (PQC) ?
Cryptographie qui fonde sa sécurité sur des problèmes mathématiques réputés difficiles à résoudre efficacement même pour les ordinateurs quantiques, comme les problèmes de réseaux euclidiens et les fonctions de hachage. Elle fonctionne sur les ordinateurs conventionnels et sert à remplacer RSA et la cryptographie sur courbes elliptiques, que l'algorithme de Shor peut casser.
Nom japonais: 耐量子計算機暗号
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Domaine: Matériel des ordinateurs quantiques
Pourquoi elle est nécessaire
RSA et la cryptographie sur courbes elliptiques, très utilisés aujourd'hui, seraient cassés par l'algorithme de Shor sur un grand ordinateur quantique tolérant aux fautes. De tels ordinateurs quantiques n'existent pas encore, mais il existe le risque « récolter maintenant, déchiffrer plus tard », dans lequel des textes chiffrés enregistrés aujourd'hui sont déchiffrés à l'avenir, et le remplacement de la cryptographie prend de nombreuses années. La migration doit donc commencer avant l'arrivée des ordinateurs quantiques.
Matériel et migration
Comme les clés et les signatures sont plus grandes et que les calculs sont de nature différente, la migration se fait en vérifiant l'impact sur les dispositifs embarqués et les cartes à puce dotés de peu de mémoire, sur la taille des paquets des protocoles de communication, etc. Les schémas à base de réseaux accélèrent la multiplication de polynômes par la transformée de nombres (NTT), et l'accélération par des circuits dédiés est à l'étude. Les implémentations doivent aussi se protéger contre l'attaque par canal auxiliaire, qui fait fuir des secrets par la consommation électrique ou le temps d'exécution. Pour l'instant, la migration se fait progressivement avec des schémas hybrides qui combinent la cryptographie conventionnelle, et l'on privilégie des conceptions qui facilitent un remplacement ultérieur de la cryptographie (agilité cryptographique).
Questions fréquentes
En quoi diffère-t-elle de la distribution quantique de clés (QKD) ?
La cryptographie post-quantique repose sur la difficulté de problèmes mathématiques et fonctionne sur les ordinateurs et réseaux ordinaires. La distribution quantique de clés partage des clés en utilisant des propriétés quantiques des photons ou d'autres supports, et exige des équipements de communication optique dédiés. Ce sont deux technologies distinctes, et la cryptographie post-quantique est au cœur de l'effort de remplacement.
Faut-il aussi remplacer la cryptographie symétrique, comme AES ?
Face à la cryptographie symétrique, il n'existe que l'accélération quadratique de l'algorithme de Grover : on estime donc qu'aucun changement de schéma n'est nécessaire et que des clés suffisamment longues constituent une réponse suffisante. Par exemple, AES-256 est considéré comme conservant une sécurité suffisante même face aux ordinateurs quantiques.