IBM soutient BIS dans l’expérimentation de MNBC de détail et apporte d’importantes améliorations aux algorithmes de signature aveugle résistants aux ordinateurs quantiques

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Fin 2023, IBM a livré un système de signature aveugle résistant aux ordinateurs quantiques, le premier du genre, dans le cadre du projet Tourbillon du Centre d’innovation de la Banque des règlements internationaux (BISIH [1]), qui visait à tirer des enseignements sur les aspects conceptuels et techniques d’un système de monnaie numérique de banque centrale (MNBC) de détail, en mettant particulièrement l’accent sur l’anonymat du payeur et la transition vers une cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques d’un tel système.

Le projet Tourbillon est un projet de la BIS qui s’inscrit dans le cadre de la mission de cette dernière de développer des biens technologiques publics pour soutenir les banques centrales et améliorer le fonctionnement des systèmes financiers.

Le projet Tourbillon a abouti à la mise en œuvre d’un prototype d’un système MNBC qui exploite deux systèmes cryptographiques basés sur le protocole eCash. Les deux systèmes offrent l’anonymat du payeur face aux ordinateurs classiques, tandis que le second système étend le modèle en utilisant un système de signature aveugle résistant aux ordinateurs quantiques. Les détails de la mise en œuvre sont disponibles dans le rapport suivant : https://www.bis.org/publ/othp80.pdf

IBM Consulting France et IBM Research Zurich ont été chargés de concevoir ce prototype, tout en étudiant et en évaluant les arbitrages entre les deux systèmes cryptographiques envisagés dans Tourbillon, en ce qui concerne la confidentialité, l’évolutivité, la sécurité quantique du système et la sécurité globale.

L’équipe d’IBM Consulting France a apporté son expérience et son expertise la plus avancée pour les initiatives à venir en matière de MNBC de gros et de détail et d’actifs numériques, et a conçu une architecture modulaire et configurable de bout en bout pour le prototype. Compte tenu de sa grande expertise en matière de cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques, IBM Research Zurich a développé et mis en œuvre un système de signature aveugle résistant aux ordinateurs quantiques, le premier du genre, basé sur Falcon (librairie cryptographique post-quantique approuvée par le NIST : https://falcon-sign.info/). Cela a permis de remplacer directement les signatures aveugles RSA utilisées par le système eCash original.

L’équipe du projet a privilégié une mise en œuvre de bout en bout, de l’expérience de l’utilisateur jusqu’au back-end du système, tout en tenant compte d’exigences telles que la résilience, la confidentialité et la sécurité, qui sont des aspects très importants pour favoriser l’adoption éventuelle des MNBC et pour contribuer à la résilience de l’écosystème financier.

Les recherches qui sous-tendent les algorithmes résistants aux ordinateurs quantiques utilisés dans le projet Tourbillon, basés sur des problèmes difficiles dans des réseaux euclidiens similaires à ceux des récentes normes Kyber et Dilithium, ont progressé rapidement et ont été présentées par des membres d’IBM Research Zurich lors de la récente conférence « 2024 Real World Cryptography conference ». Les performances des algorithmes, qui ont été considérablement améliorées depuis l’achèvement de Tourbillon, sont désormais parmi les plus efficaces et les plus compactes de tous les systèmes résistants aux ordinateurs quantiques et sont plus rapides que les systèmes classiques pour certaines applications. En poursuivant ses recherches, IBM Research Zurich s’attend à ce qu’il y ait très peu d’impacts lors d’une future transition vers une cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques.

Le projet Tourbillon a constitué une première étape importante vers des systèmes MNBC résistants aux ordinateurs quantiques. S’il offre un aperçu des différences entre la cryptographie classique et la cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques en ce qui concerne la MNBC, il a également permis d’identifier les arbitrages, les lacunes et les prochaines étapes en matière de confidentialité et de sécurité tout au long de la transition vers une cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques.

En dehors du projet Tourbillon, IBM participe à de nombreux projets de MNBC de gros et de détail dans le monde entier, apportant une expertise de classe mondiale dans toutes les technologies émergentes et existantes pertinentes, comme la cryptographie avancée et le Zero Knowledge Proofs [2] (preuves à divulgation nulle de connaissance), les technologies de grand livre distribué et les protocoles de paiement traditionnels.

Compte tenu des exigences dynamiques et évolutives en matière de MNBC et de la diversité des besoins en la matière dans le monde, IBM a été chargé de développer des systèmes de MNBC reposant sur diverses architectures et a récemment publié un cadre pour des systèmes MNBC résilients, transparents, à haut débit et respectueux de la confidentialité : https://eprint.iacr.org/2023/1717 

À propos d’IBM

Pour en savoir plus sur IBM : www.ibm.com/fr-fr

[1] BIS Innovation Hub

[2] Protocole cryptographique permettant l’authentification sécurisée d’informations.

Article co-écrit avec Elli Androulalki, Distinguished Engineer chez IBM Research Zurich et Fabio Keller, Digital assets expert chez IBM Suisse.