Technologies

La cryptographie quantique de la théorie à la pratique

Écrit par © Filactu le . Rubrique: Technologies

Trois chercheurs prouvent, pour la première fois, que la sécurité des nouveaux systèmes de cryptographie quantique est plus sûre que celle des systèmes actuels.


Principe
La cryptographie quantique permet de sécuriser la transmission de données en utilisant des clefs générées et échangées à l’aide de particules quantiques, les photons. Comme la mécanique quantique stipule que toute observation de l’état quantique d’une particule modifie cet état, toute tentative d’interception de la clef par un espion peut en principe être repérée par les utilisateurs. La sécurité des protocoles de cryptographie quantique est donc absolue et garantie par les lois mêmes de la physique.

En théorie oui, mais en pratique ? La sécurité d’un protocole de cryptographie quantique repose sur le fait que les appareils quantiques mesurent bien les bonnes propriétés physiques des photons, celles qui permettent de détecter un espion éventuel.

Gagner en robustesse

Or, des défauts d’implémentation ou des failles du système peuvent compromettre la sécurité d’un système de cryptographie quantique sans laisser de trace visible aux utilisateurs. De tels défauts d’implémentation (corrigés depuis) ont été exploités l’année dernière par des « hackers quantiques » pour casser complètement les principaux systèmes de cryptographie quantique actuellement commercialisés.

Depuis quelques années, suivant une approche initiée par Jonathan Barrett, alors postdoc à l’Université libre de Bruxelles (ULB), les chercheurs s’intéressent à des protocoles de cryptographie quantique dont la sécurité, est indépendante du fonctionnement interne des appareils quantiques !

Garantir une sécurité absolue

Les appareils quantiques sont décrits comme des « boîtes noires » qui reçoivent des données à l’entrée et produisent en réponse des données à la sortie. Pourvu que les deux utilisateurs observent certaines corrélations particulières entre les données produites par leurs boîtes noires respectives, le caractère secret des clefs générées par les appareils quantiques est garanti indépendamment de toute hypothèse sur leur fonctionnement interne. En principe, les appareils quantiques pourraient même avoir été conçus par l’espion lui-même ! En dehors de l’intérêt pratique de cette approche, qui rend toute tentative d’attaque du système futile, elle représente sur un plan plus conceptuel, le niveau ultime de sécurité permis par nos connaissances physiques actuelles.

Il restait cependant encore à prouver que cette nouvelle approche est en effet sûre - ceci n’avait été fait jusqu’à présent que pour certaines attaques restreintes -. Il fallait aussi montrer que cette nouvelle approche permet de générer des clefs à un taux raisonnable. C’est ce qu’ont démontré Stefano Pironio de la Faculté des Sciences de l’ULB et Lluís Masanes et Antonio Acín de l’Institut des Sciences Photoniques à Barcelone dans un article paru dans la revue Nature Communications. Ils établissent la première preuve complète de sécurité de ces nouveaux systèmes de cryptographie pour des taux de génération de clefs comparables à ceux des systèmes actuels.

Bien que la preuve de sécurité des trois chercheurs repose sur une hypothèse particulière, cette nouvelle approche représenterait une avancée significative pour la conception de systèmes de cryptographie quantique plus sûrs.

Les résultats de cette recherche sont publiés dans la revue Nature Communications du 16 mars 2011.