Bien que la blockchain soit traditionnellement considérée comme sécurisée, il est vulnérable aux attaques des ordinateurs quantiques.

Maintenant, une équipe de chercheurs russes a développé une solution au défi de la blockchain de l'ère quantique, en utilisant la distribution de clé quantique (QKD).

Ecrit dans la revue Quantum Science and Technology, les chercheurs ont défini une plate-forme de blockchain à sécurité quantique qui utilise QKD pour obtenir une authentification sécurisée.

La blockchain est une plate-forme de grand livre distribué qui permet un consensus dans un grand réseau décentralisé de parties qui ne se font pas confiance. Les transactions sont responsables et transparentes, ce qui le rend utile pour une variété d'applications des contrats intelligents et de la finance, à la fabrication et aux soins de santé. L'une des applications les plus importantes des blockchains est les crypto-monnaies, comme Bitcoin.

Auteur principal Dr Evgeniy Kiktenko, du Centre Quantique Russe, Moscou, a déclaré : « La blockchain est prometteuse pour un large éventail d'applications. Mais les plates-formes actuelles reposent sur des signatures numériques, qui sont vulnérables aux attaques des ordinateurs quantiques. Ceci s'applique également aux fonctions de hachage cryptographique utilisées dans la préparation de nouveaux blocs, ce qui signifie que ceux qui ont accès au calcul quantique auraient un avantage injuste dans l'obtention de récompenses minières, comme les Bitcoins. Ces risques sont importants – il est prévu que 10 % du PIB mondial seront stockés sur des blockchains ou des technologies liées à la blockchain d'ici 2025.

Pour surmonter ces risques, les chercheurs ont développé une plate-forme blockchain combinant la réplication originale de la machine à états - une méthode générale pour mettre en œuvre un service tolérant aux pannes en répliquant les serveurs et en coordonnant les interactions client avec les répliques de serveur - sans utilisation de signatures numériques, et QKD pour fournir l'authentification

Ils ont ensuite mené une expérience pour tester sa capacité dans un réseau QKD urbain.

Co-auteur principal Dr Aleksey Fedorov, du Centre Quantique Russe, a déclaré : « L'utilisation de QKD pour les blockchains peut sembler contre-intuitive, comme les réseaux QKD reposent sur la confiance entre les nœuds, alors que de nombreuses blockchains manquent d'une telle confiance. Plus précisement, on peut argumenter que QKD ne peut pas être utilisé pour l'authentification car il nécessite un canal classique authentifié pour fonctionner lui-même.

"Toutefois, chaque session de communication QKD génère une grande quantité de données secrètes partagées, dont une partie peut être utilisée pour l'authentification dans les sessions suivantes. Par conséquent, une petite quantité de clé secrète « graine » que les parties partagent avant leur première session QKD garantit leur authentification sécurisée pour toutes les communications futures. Cela signifie que QKD peut être utilisé à la place des signatures numériques classiques."

En plus d'utiliser QKD pour l'authentification, les chercheurs ont redéfini le protocole d'ajout de nouveaux blocs d'une manière différente des crypto-monnaies modernes. Plutôt que de concentrer le développement de nouveaux blocs entre les mains de mineurs individuels, ils ont utilisé le protocole de diffusion sécurisé de l'information, où tous les nœuds parviennent à un accord sur un nouveau bloc sur un pied d'égalité.

Le co-auteur principal, le professeur Alexander Lvovsky, a déclaré :« Un avantage crucial de notre protocole blockchain est sa capacité à maintenir la transparence et l'intégrité des transactions contre les attaques avec des algorithmes quantiques. Nos résultats ouvrent donc des possibilités pour réaliser des plates-formes blockchain évolutives à sécurité quantique. Si réalisé, une telle plate-forme blockchain peut limiter les risques économiques et sociaux liés aux percées imminentes de la technologie de calcul quantique. »