La BNB Smart Chain démontre que la cryptographie résistante à l'informatique quantique fonctionne malgré une baisse de 50 % du débit

La BNB Smart Chain fait progresser les tests de sécurité quantique

Les développeurs de BNB Smart Chain ont mené à bien un test à grande échelle de cryptographie résistante à l'informatique quantique, offrant l'une des démonstrations les plus claires à ce jour que les réseaux blockchain peuvent abandonner les systèmes de chiffrement vulnérables avant que l'informatique quantique ne devienne une menace concrète. La recherche se concentre sur le remplacement des algorithmes cryptographiques actuellement utilisés pour sécuriser les transactions et le consensus des validateurs par des alternatives post-quantiques normalisées par l'Institut national américain des normes et technologies (NIST).

Bien que les experts s’accordent largement à dire que les ordinateurs quantiques capables de briser le chiffrement moderne des blockchains ne verront pas le jour avant plusieurs années, le secteur a commencé à se préparer à un avenir où les systèmes actuels, tels que les signatures ECDSA et BLS, pourraient ne plus être sûrs. L’algorithme de Shor, une technique d’informatique quantique, est théoriquement capable de compromettre la cryptographie à courbe elliptique qui sous-tend la plupart des principaux réseaux blockchain.

La proposition de la BNB Smart Chain remplace les signatures de transaction traditionnelles par ML-DSA-44, un algorithme de signature basé sur les treillis normalisé dans le cadre de la norme FIPS 204 du NIST. L'agrégation des votes au niveau de la couche de consensus est simultanément améliorée à l'aide de preuves pqSTARK.

Ces changements améliorent considérablement la résistance théorique aux attaques quantiques, mais ils mettent également en évidence les limites pratiques de l'infrastructure blockchain actuelle. Dans le nouveau cadre, la taille moyenne des transactions passe d'environ 110 octets à environ 2,5 kilo-octets. Au niveau du réseau, la taille des blocs passe d'environ 130 kilo-octets à près de 2 méga-octets pour des charges de transactions équivalentes.

Lors des tests, le débit a chuté de 40 % à 50 % selon les conditions de charge de travail. Les performances interrégionales ont été les plus fortement affectées, car les blocs plus volumineux nécessitaient plus de temps pour se propager entre les nœuds de validation géographiquement dispersés. Malgré cela, les développeurs ont déclaré que ces résultats démontrent que la migration quantique-sécurisée est techniquement réalisable en utilisant les normes et l'infrastructure actuelles.

Le test quantique préserve la compatibilité avec l'architecture blockchain existante

L'une des avancées majeures a été réalisée au niveau de la couche de consensus. Bien que les signatures post-quantiques individuelles soient nettement plus volumineuses que les signatures cryptographiques existantes, l'agrégation via la compression pqSTARK a permis de réduire la charge de communication des validateurs à des niveaux gérables. Dans un exemple, six signatures de validateurs totalisant 14,5 kilo-octets ont été compressées en une preuve d'environ 340 octets, ce qui correspond à un taux de compression d'environ 43 pour 1.

La proposition préserve également la compatibilité avec les outils blockchain existants. Les adresses de portefeuille restent inchangées à 20 octets et continuent de s'appuyer sur le formatage keccak-256, ce qui signifie que la plupart des portefeuilles, des SDK et de l'infrastructure RPC ne nécessiteraient pas de refonte importante. Les développeurs ont choisi ML-DSA-44 plutôt que des variantes de sécurité plus robustes pour des raisons d'efficacité. Si les versions plus robustes offrent une protection théorique supérieure, elles produisent également des signatures nettement plus volumineuses qui réduiraient encore davantage le débit. Les chercheurs ont conclu que ML-DSA-44 offre une marge de sécurité suffisante, compte tenu des estimations selon lesquelles les ordinateurs quantiques pertinents sur le plan cryptographique ne verront pas le jour avant au moins une décennie. Ces travaux reflètent une évolution croissante du secteur vers la cryptographie à long terme, alors que les réseaux blockchain évaluent les performances des architectures existantes dans le cadre de modèles résistants à l'informatique quantique.