Ethereum : une proposition pour contrer la menace quantique

Une serrure qu’on change avant le cambriolage, pas après. Trois développeurs ont déposé cette semaine un draft d’EIP (Ethereum Improvement Proposal, le format standard pour soumettre une modification du protocole) qui touche à l’un des rouages les plus sensibles d’Ethereum, le contrat de dépôt. C’est par lui que chaque validateur entre en jalonnement (staking, le mécanisme qui sécurise le réseau contre une mise en ETH). L’objectif est simple à énoncer, nettement plus lourd à exécuter. Faire de la place pour des clés que l’ordinateur quantique ne pourra pas casser, avant que la menace ne devienne concrète.

Le contrat de dépôt, ce verrou qu’on n’avait pas pensé à agrandir

Kevaundray Wedderburn, Tom Wambsgans et Thomas Coratger ont soumis leur texte le 24 août au dépôt GitHub des EIP, sous forme de draft en attente de revue. Un éditeur a déjà suggéré de le numéroter EIP-8394, mais rien n’est acté.

Le problème qu’ils règlent est presque bête une fois énoncé. Le contrat de dépôt actuel code en dur les dimensions de BLS12-381, le schéma de signature utilisé par tous les validateurs depuis le passage à la preuve d’enjeu (proof of stake) en 2022.

Concrètement, 48 octets pour une clé publique, 96 pour une signature, pas un de plus. Les schémas post-quantiques, eux, demandent nettement plus d’espace. Le nouveau contrat porterait ce plafond à 8 192 octets, avec un identifiant de schéma attaché à chaque dépôt. Le schéma zéro reste BLS, les suivants restent vacants, en attente qu’une future proposition tranche quelle cryptographie post-quantique les remplira.

Pourquoi BLS, justement, est le maillon fragile

BLS doit son succès à un tour de passe-passe pratique. Il agrège des centaines de milliers de signatures de validateurs en une seule, ce qui maintient le coût du consensus supportable. Mais cette élégance repose sur des courbes elliptiques, et les courbes elliptiques sont précisément ce que l’algorithme de Shor sait démonter, à condition de disposer d’un ordinateur quantique assez puissant pour l’exécuter.

Pour l’instant, cette machine n’existe pas. 42,4 millions d’ETH, soit environ 104 milliards de dollars, restent jalonnés et donc protégés par ce même BLS vulnérable en théorie, selon les chiffres relayés par CoinDesk. Une étude de Google Quantum AI publiée en mars a cartographié cinq scénarios d’attaque quantique visant Ethereum, plaçant plus de 100 milliards de dollars d’actifs à risque au total. Le cabinet Project Eleven évalue à plus d’une chance sur deux la probabilité qu’une machine capable de casser les courbes elliptiques existe d’ici 2033, avec une échéance possible dès 2030. Plus de 65 % de l’ETH en circulation dort déjà dans des adresses dont la clé publique a été exposée on-chain. Un boulevard tout tracé pour qui saurait s’en servir.

Le texte prévoit trois états pour le contrat, désactivé, BLS actif, puis BLS retraité. Une fois basculé sur ce dernier mode, aucun nouveau dépôt en BLS ne serait plus jamais accepté, sans retour en arrière possible. Les validateurs déjà en poste ne disparaîtraient pas pour autant. Seuls les nouveaux entrants devraient présenter une clé conforme au futur schéma, lequel reste, à ce stade, une case vide.

La proposition s’appuie sur EIP-7685, le canal déjà utilisé pour faire remonter dépôts, retraits et fusions de validateurs vers la couche de consensus. En parallèle tourne un chantier cousin, EIP-8141, examiné pour le prochain upgrade Hegotá, qui permettrait à un compte ordinaire de changer sa cryptographie de signature sans changer d’adresse. Thomas Coratger, l’un des trois auteurs, résumait le 24 août les travaux du cryptographe Dan Boneh sur le sujet. Bitcoin et Ethereum penchent tous deux vers des signatures fondées sur des fonctions de hachage plutôt que sur des courbes, une variante dont le format retenu par le NIST pèse justement dans les 8 kilooctets. « Post-quantum cryptography isn’t a simple upgrade », a-t-il résumé sur X. Une formule qui vaudrait bien un cadre au mur de la Fondation Ethereum, laquelle vise 2029 pour boucler les changements de fond du protocole.