La plupart des applications de sécurité, par exemple, accès aux bâtiments ou signatures numériques, utiliser des clés cryptographiques qui doivent à tout prix rester secrètes. C'est aussi le maillon faible :qui garantira que la clé ne sera pas volée ou piratée ? À l'aide d'une clé physique non clonable (PUK), qui peut être un trait de peinture blanche sur une surface, et les propriétés quantiques de la lumière, Des chercheurs de l'Université de Twente et de l'Université de technologie d'Eindhoven ont présenté un nouveau type de sécurité des données qui supprime les clés secrètes. Ils présentent leur méthode dans le journal Science et technologie quantiques .
Sécurité des informations, dans la banque en ligne, par exemple, fonctionne souvent avec une combinaison de clé publique et de clé privée. La clé publique est connue de tous, mais pour créer une signature numérique, une clé privée est nécessaire. Il s'agit d'une méthode cryptographique qui ne fonctionne que si les clés privées sont gardées secrètes. Mais sommes-nous certains que ces clés ne peuvent pas être interceptées, par négligence ou par un piratage informatique ?
L'alternative que les chercheurs présentent dans leur article est une clé physique qui ne peut pas être clonée, une clé physique non clonable (PUK). Il peut s'agir d'un trait de peinture blanche qui diffuse fortement la lumière car elle est constituée de nombreuses nanoparticules. Le résultat est un motif moucheté unique. Faire une clé avec exactement les mêmes propriétés de diffusion est impossible :aucune surface de peinture ne sera la même. Les propriétés du PUK peuvent être accessibles au public, mais seul le propriétaire de la clé est capable de diffuser la lumière de la bonne manière.
Quantum
En utilisant un modèle spatial complexe, l'émetteur transmet des impulsions lumineuses à la clé du récepteur. Ces impulsions sont constituées d'un petit nombre de photons qui sont dans un état quantique. Par les lois de la physique quantique, cet état quantique sera perturbé dès qu'il sera mesuré. Cela signifie que, sans avoir le PUK, personne ne sera capable de déterminer les états quantiques des photons. La clé, cependant, traduira sans effort le signal photonique en informations compréhensibles. Tout le monde peut envoyer de la lumière au PUK, mais seul le propriétaire du PUK sera en mesure de déchiffrer le motif lumineux en informations qui ont du sens.
De cette façon, un message secret peut être envoyé sans qu'il soit nécessaire de stocker des clés secrètes. Le récepteur, à son tour, peut également indiquer qu'il connaît les informations stockées dans les impulsions lumineuses, et s'authentifier. Donc, utilisant la cryptographie standard, signer un message est également possible. Le PUK est différent des autres clés matérielles du marché, comme les Yubikey ou les lecteurs utilisés par les banques, qui utilisent encore des clés numériques secrètes.
L'utilisation de la physique quantique permet de développer des astuces cryptographiques impensables classiquement. Le protocole est le dernier de ce développement. Bien que le premier outil de cryptographie quantique date du début des années 80, cette recherche montre que des applications encore essentiellement nouvelles sont possibles en utilisant l'optique quantique.
Fibres de verre
Bien que la programmation de la lumière et de la diffusion soit compliquée, il n'y a pas besoin de technologie exotique :le PUK est bon marché, et la création des motifs lumineux peut être effectuée à l'aide d'un modulateur de lumière faisant partie d'un projecteur ordinaire. La technique fonctionne désormais sur un mètre d'espace libre. Une future application importante sur laquelle les chercheurs travaillent actuellement est la transmission sécurisée de données sur une fibre de verre.
