Le terme de cryptographie quantique (également connue sous le nom de chiffrement quantique) désigne diverses méthodes utilisées en cybersécurité pour chiffrer et transmettre des données sécurisées en fonction des lois de la mécanique quantique. Bien qu’il n’en soit encore qu’à ses débuts, le chiffrement quantique a le potentiel de devenir un mécanisme bien plus sécurisé que les autres types d’algorithmes cryptographiques qui l’ont précédé. En théorie, il serait même impossible à pirater.
Contrairement à la cryptographie traditionnelle, qui repose sur les mathématiques, la cryptographie quantique repose sur les lois de la physique quantique .
Rappelons celles-ci:
- Les particules sont par nature incertaines. Elles peuvent simultanément exister à plusieurs endroits ou dans plusieurs états, et la prédiction de leur état quantique exact est impossible.
- Les photons qui sont les plus petites de ces particules, peuvent être mesurés comme les autres particules dans des positions binaires aléatoires correspondant à leur spin. Le spin mesure l’inclinaison sur son orbite d’une particule en rotation. Il peut servir de contrepartie binaire aux 1 et aux zéros des systèmes de calcul classiques.
- Un système quantique ne peut pas être mesuré sans être modifié : selon les lois de la physique quantique, le simple fait de mesurer ou même d’observer un système quantique aura toujours un effet mesurable sur ce système.
- Les particules peuvent être partiellement, mais pas totalement clonées Bien que les propriétés de certaines particules puissent être clonées, c’est-à-dire reproduites à l’identique à partir d’une particule unique, il est impossible d’obtenir un clone 100 % fidèle.
À ce jour, le chiffrement traditionnel des données est généralement suffisant pour maintenir des communications sécurisées dans la plupart des configurations de cybersécurité. Cependant, l’essor de l’informatique quantique mettra en péril les algorithmes traditionnels les plus sûrs.
Comme la cryptographie quantique, l’informatique quantique est une technologie qui prend rapidement de l’ampleur et qui s’appuie sur les lois de la mécanique quantique. Par rapport aux ordinateurs classiques les plus rapides et les plus modernes, les ordinateurs quantiques ont le potentiel de résoudre plus rapidement les questions les plus complexes.
Le mathématicien Peter Shor a décrit pour la première fois la menace que les ordinateurs quantiques posaient aux systèmes de sécurité traditionnels en 1994. Les systèmes cryptographiques actuels peuvent être divisés en deux catégories principales : les systèmes symétriques, qui utilisent une clé secrète pour chiffrer et déchiffrer les données, et les systèmes asymétriques, qui utilisent une clé publique que tout le monde peut lire et des clés privées auxquelles seules les parties autorisées ont accès.
Pour créer ces clefs les deux types de cryptosystèmes multiplient de grands nombres premiers et s’appuient sur une grande puissance de calcul pour la factorisation des grands nombres. Ceci leur permet d’avoir avoir la garantie que ces clés de chiffrement ne peuvent pas être piratées par des acteurs malveillants ou des hackers.
Même les superordinateurs les plus puissants de la planète mettraient des milliers d’années pour résoudre mathématiquement les algorithmes de chiffrement modernes tels que Advanced Encryption Standard (AES) ou RSA. Selon l’algorithme de Shor, la factorisation d’un grand nombre sur un ordinateur classique nécessiterait une telle puissance de calcul qu’il faudrait à un pirate informatique plusieurs vies avant de s’approcher du résultat, alors qu’un ordinateur quantique pleinement fonctionnel, s’il était mis au point, pourrait potentiellement trouver la solution en quelques minutes seulement.
C’est pourquoi les cas d’utilisation de la cryptographie quantique sont aussi illimités que les cas d’utilisation de toute forme de cryptographie. Quand il faudra sécuriser des données, des informations d’entreprise aux secrets d’État, lorsque l’informatique quantique rendra obsolètes les algorithmes cryptographiques existants, la cryptographie quantique pourrait être le seul recours pour protéger les données privées.
Pendant que des informaticiens du monde entier travaillent pour développer une technologie quantique pratique, il est tout aussi essentiel pour les utilisateurs de développer de nouvelles formes de cryptographie pour se préparer à l’ère quantique de l’informatique. Même si les ordinateurs quantiques étaient autrefois considérés comme une simple possibilité théorique, les experts estiment que nous pourrions entrer pleinement dans l’ère quantique d’ici 20 à 50 ans.
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