Les ordinateurs quantiques peuvent-ils mettre en danger la sécurité de Bitcoin ?

Qu’est-ce que le Bitcoin ?

Le Bitcoin est une cryptomonnaie initialement proposée dans un livre blanc publié en 2008 par l’entité anonyme Satoshi Nakamoto. Le réseau Bitcoin a officiellement vu le jour en 2009, générant son tout premier bloc — le « Genesis Block ». Cette avancée a posé les fondations d’une monnaie numérique décentralisée, qui se distingue radicalement des systèmes financiers classiques.

Principales caractéristiques du Bitcoin

La caractéristique essentielle du Bitcoin est de permettre des transactions directes entre utilisateurs, sans la supervision d’autorités centralisées telles que les banques centrales ou les gouvernements. Ce système décentralisé fonctionne grâce à la technologie blockchain, qui garantit l’enregistrement transparent et immuable de toutes les transactions. L’offre totale de Bitcoin est strictement plafonnée à 21 millions d’unités, faisant de sa rareté un élément déterminant de sa valeur.

Le Bitcoin sécurise les transactions via la cryptographie à clé publique. Grâce à l’utilisation de paires de clés publiques et privées, il assure la validité des transactions et empêche toute altération non autorisée. Ce mécanisme rend extrêmement complexe la falsification de transactions ou le transfert illicite d’actifs par des tiers.

À ses débuts, le Bitcoin était surtout échangé entre passionnés de technologie. Plus récemment, il a acquis une reconnaissance mondiale en tant qu’actif d’investissement et moyen de paiement. Désormais, il est accessible sur des plateformes d’échange dans le monde entier, ce qui renforce son utilité au quotidien.

En quoi le Bitcoin diffère-t-il des monnaies centralisées ?

Le Bitcoin repose sur des principes radicalement différents de ceux des monnaies centralisées. Les monnaies fiduciaires (comme le yen ou le dollar) sont émises et gérées par des banques centrales ou des États, qui définissent de manière centralisée la politique monétaire et les taux d’intérêt. À l’inverse, le Bitcoin n’a pas d’administrateur central : chaque membre du réseau participe équitablement à l’approbation et à la validation des transactions.

Les avantages de ce système décentralisé comprennent :

• Transactions rapides : Sans banques ni intermédiaires de paiement, les délais de traitement sont réduits. Les transferts internationaux, qui prennent plusieurs jours via le circuit bancaire, peuvent être finalisés en quelques heures.
• Paiements transfrontaliers facilités : Le Bitcoin permet des transferts sans barrière géographique, ce qui en fait un outil privilégié pour le commerce mondial. Les frais de change et d’intermédiaires sont aussi significativement diminués.
• Résistance à l’inflation : Avec une offre plafonnée à 21 millions d’unités, le Bitcoin échappe à la dilution liée à l’émission excessive de monnaies fiduciaires. Cette rareté explique qu’il soit souvent désigné comme « or numérique ».

Pour ces raisons, le Bitcoin s’impose comme une alternative innovante aux systèmes financiers traditionnels et il est largement adopté par des particuliers comme par des entreprises pour la protection des actifs et l’optimisation des transactions.

Qu’est-ce qu’un ordinateur quantique ?

Les ordinateurs quantiques incarnent une nouvelle génération de technologies informatiques qui exploitent la mécanique quantique afin de résoudre rapidement et efficacement des problèmes inaccessibles aux ordinateurs classiques. Les machines traditionnelles traitent l’information via des bits (0 ou 1), alors que les ordinateurs quantiques utilisent des « qubits », capables de représenter 0 et 1 simultanément grâce à la superposition. Cette propriété permet d’effectuer des calculs parallèles sur de multiples états.

L’« intrication quantique » permet en outre à plusieurs qubits d’être fortement corrélés, ce qui favorise la résolution de problèmes complexes. L’information peut ainsi être partagée instantanément entre les qubits, rendant possible des calculs que les ordinateurs classiques effectueraient en des milliers d’années, en seulement quelques minutes.

Applications et potentiel futur

Les ordinateurs quantiques devraient transformer des secteurs tels que l’apprentissage automatique, l’optimisation de portefeuilles financiers et les simulations chimiques. Par exemple, ils peuvent accélérer la découverte de médicaments par la simulation du comportement moléculaire, analyser des ensembles de données massifs pour optimiser des chaînes logistiques, ou encore améliorer la prévision météorologique et la modélisation du climat.

Dans l’industrie pharmaceutique, ces machines permettent d’analyser des structures moléculaires complexes, réduisant sensiblement les délais de développement des médicaments. En finance, elles offrent des capacités avancées d’analyse du risque et d’optimisation des portefeuilles pour des décisions d’investissement mieux informées.

Défis actuels et perspectives d’avenir

Les ordinateurs quantiques sont encore en phase de développement et nécessitent de nouveaux progrès et innovations avant d’atteindre leur pleine maturité. Les principaux défis concernent le taux d’erreur des qubits, leur stabilité et l’exigence d’infrastructures de refroidissement très avancées. Les qubits sont extrêmement sensibles à leur environnement, ce qui impose un fonctionnement à des températures extrêmement basses.

Malgré tout, les ordinateurs quantiques laissent entrevoir la possibilité d’effectuer en quelques minutes des calculs qui prendraient des millénaires avec des ordinateurs classiques, et leurs applications pourraient transformer de nombreux secteurs à l’avenir.

À mesure que la recherche progresse, IBM prévoit de lancer des systèmes quantiques dotés de 200 qubits logiques et 100 millions de portes quantiques d’ici 2029. En 2033, IBM vise des systèmes à 2 000 qubits logiques et 1 milliard de portes quantiques. Microsoft développe l’informatique quantique via Azure Quantum, tandis qu’Amazon a investi ce domaine via AWS, alimentant la compétition mondiale en R&D.

Les ordinateurs quantiques peuvent-ils menacer le Bitcoin ?

Le Bitcoin s’appuie sur des algorithmes cryptographiques comme SHA-256 pour le minage. Ces algorithmes résistent à l’informatique traditionnelle, mais la puissance des ordinateurs quantiques pourrait constituer une menace. En théorie, ces machines pourraient décrypter les clés privées, compromettant ainsi la sécurité des portefeuilles et des transactions.

Les ordinateurs quantiques résolvent certains problèmes mathématiques complexes bien plus vite que les ordinateurs actuels, ce qui pourrait bouleverser la répartition de la puissance de minage et remettre en cause la décentralisation de certaines cryptomonnaies. Ils pourraient casser la cryptographie à clé publique et révéler les clés privées, générant des risques de sécurité tels que des accès non autorisés ou des vols d’actifs numériques.

Carlos Perez-Delgado, maître de conférences à l’Université du Kent, estime que la défense du Bitcoin contre la menace quantique nécessitera beaucoup de temps et de ressources. Il avertit qu’un ordinateur quantique suffisamment puissant pourrait prendre le contrôle du Bitcoin.

Les travaux de l’Université du Kent suggèrent qu’une mise à jour du protocole pour contrer la menace quantique impliquerait 76 jours d’arrêt complet. Une autre solution consisterait à allouer 25 % des serveurs à la mise à jour tout en poursuivant les transactions et le minage à vitesse réduite, ce qui entraînerait environ 10 mois de fonctionnement dégradé. Perez-Delgado souligne l’urgence pour les entreprises technologiques d’anticiper les risques liés à l’informatique quantique :

L’arrivée des ordinateurs quantiques exposera inévitablement les systèmes de cybersécurité actuels à des risques majeurs.

Ponemon Institute estime qu’une heure d’indisponibilité coûte 500 000 $ aux entreprises ; 76 jours d’arrêt pour Bitcoin pourraient représenter une perte de 912 millions de dollars.

Avec 275 millions d’investisseurs et aucun administrateur central, la mise à jour du réseau Bitcoin est particulièrement complexe. Chaque transaction doit être migrée individuellement, et la lenteur du traitement Bitcoin complique encore le processus. Des technologies comme le « death throttling » peuvent accélérer les opérations, mais elles risquent de dégrader l’expérience utilisateur, tout comme une indisponibilité prolongée.

Contre-mesures face à l’informatique quantique

Les principales plateformes américaines d’échange de cryptomonnaies envisagent les réponses suivantes face au risque quantique :

• Cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques : Les développeurs travaillent sur de nouveaux algorithmes de chiffrement capables de résister à l’informatique quantique. Ces méthodes reposent sur des problèmes mathématiques réputés difficiles, même pour les ordinateurs quantiques.
• Monnaies résistantes aux attaques quantiques : De nouvelles cryptomonnaies, conçues pour résister aux attaques quantiques dès leur création, sont à l’étude.

Les bitcoins de Satoshi sont-ils en péril ? Les experts signalent des risques de sécurité

Emin Gün Sirer, fondateur et CEO d’Ava Labs, a récemment proposé de geler environ 1,1 million de BTC présents dans le portefeuille de Satoshi Nakamoto. Il met en avant des vulnérabilités dans le format Pay-to-Public-Key (P2PK) utilisé par les premiers portefeuilles, estimant que l’informatique quantique pourrait exploiter ces failles.

Pour Sirer, les ordinateurs quantiques menacent des protocoles cryptographiques comme RSA et la cryptographie à courbe elliptique, mais leur impact sur les fonctions de hachage à sens unique reste limité, ce qui confine les risques actuels pour les cryptomonnaies :

L’informatique quantique accélère certains calculs, mais sa capacité à inverser les fonctions de hachage à sens unique utilisées dans les cryptomonnaies est restreinte. Certaines plateformes n’offrent qu’une fenêtre d’attaque très courte, ce qui rend les exploits plus difficiles.

Le format P2PK d’origine et le risque quantique

Les portefeuilles initiaux de Satoshi Nakamoto utilisaient le format P2PK, qui expose directement la clé publique. Ce format n’est plus utilisé dans les portefeuilles Bitcoin modernes ni dans des systèmes comme Avalanche, mais il était courant à l’origine. Sirer estime qu’il faudrait geler les fonds utilisant le format P2PK avant la généralisation des ordinateurs quantiques :

Les pièces minées au début du Bitcoin pourraient devenir des cibles majeures. Avant que la menace quantique ne se matérialise, il serait pertinent de définir des procédures pour geler toutes les UTXO P2PK.

Le problème principal est la facilité d’obtention de la clé publique à partir de l’adresse. Toutes les transactions Bitcoin étant publiques, n’importe qui peut extraire une clé publique depuis une adresse P2PK. Si un ordinateur quantique parvient à en déduire la clé privée, les fonds à ces adresses deviennent vulnérables au vol.

Les adresses P2PKH reposent sur le hachage de la clé publique, qui n’est révélé qu’au moment de la dépense. Si aucune transaction n’a eu lieu, la clé privée reste protégée. Dès qu’une transaction est réalisée, la clé publique est exposée et l’adresse devient « utilisée ». La plupart des portefeuilles empêchent la réutilisation d’une adresse, mais certains utilisateurs ne respectent pas ces bonnes pratiques.

La proposition de Sirer s’inscrit dans les débats actuels sur le renforcement de la sécurité des cryptomonnaies et attire l’attention en tant que réponse potentielle à la progression de l’informatique quantique.

Combien de bitcoins pourraient être dérobés par des ordinateurs quantiques ?

Si les ordinateurs quantiques parviennent à extraire la clé privée, tous les fonds conservés sur des adresses P2PK et sur des adresses P2PKH réutilisées deviendraient vulnérables.

La première année du Bitcoin était dominée par les adresses P2PK, qui abritent encore aujourd’hui environ 2 millions de BTC. Après l’introduction du format P2PKH en 2010, la plupart des fonds ont migré vers ce standard. Cependant, les adresses P2PKH réutilisées détiennent actuellement environ 2,5 millions de BTC, ce qui signifie qu’environ 4 millions de BTC — soit environ 25 % de l’offre totale — sont exposés. Aux cours actuels, cela représente plus de 40 milliards de dollars.

Ce volume équivaut à un quart de tous les bitcoins en circulation. Si des attaques quantiques aboutissent, l’impact sur le marché des cryptomonnaies serait majeur. Il sera donc crucial de migrer les fonds hors des adresses à risque et d’adopter des formats résistants aux ordinateurs quantiques.

La technologie quantique actuelle peut-elle casser le Bitcoin ?

Google a récemment dévoilé la puce quantique « Willow », capable d’effectuer en cinq minutes un calcul qui prendrait dix septillions d’années à un superordinateur classique. Cependant, Willow n’est pas encore capable de casser le chiffrement de Bitcoin.

Les ordinateurs quantiques actuels — y compris Willow — présentent un taux d’erreur élevé et sont limités en taille. Pour casser la cryptographie Bitcoin, il faudrait des millions de « qubits logiques » corrigés, or Willow n’en possède que 105 « qubits physiques ». On estime qu’il faudrait environ 5 000 qubits logiques (soit des millions de qubits physiques) pour décoder les algorithmes cryptographiques du Bitcoin. Avec ses 105 qubits physiques, Willow est encore très loin de cet objectif.

D’après Deloitte, les ordinateurs quantiques actuels mettraient 30 minutes à casser une signature Bitcoin, ce qui rend la non-réutilisation d’adresses essentielle pour la sécurité. Si ce délai descendait sous la barre des 10 minutes à l’avenir, la blockchain Bitcoin pourrait devenir vulnérable.

Selon les chercheurs de Fujitsu, casser un RSA de 2 048 bits exigerait environ 10 000 qubits logiques, plus de 2 billions d’opérations et 104 jours de fonctionnement stable — bien au-delà de la technologie actuelle. Sur cette base, casser le SHA-256 de Bitcoin nécessiterait 1 million de qubits et une attaque à 51 % demanderait 1 milliard de qubits, soit 1 000 à 1 million de fois plus que les capacités actuelles. Ces chiffres confirment que la probabilité que l’informatique quantique menace Bitcoin dans un futur proche est extrêmement faible.

Ethereum se prépare déjà à l’ère quantique

En parallèle, des projets blockchain comme Ethereum anticipent la menace quantique. Vitalik Buterin, cofondateur d’Ethereum, a récemment annoncé la phase « Surge ».

L’objectif principal de « Surge » est de préparer Ethereum aux risques liés à l’informatique quantique. Buterin souligne la nécessité pour Ethereum de résister aux avancées susceptibles de casser les protocoles de chiffrement actuels. Il précise que « Surge » s’attaque à des « petits défis » cruciaux pour le succès d’Ethereum, bien qu’ils n’appartiennent pas à de grandes catégories. Même si les ordinateurs quantiques réellement opérationnels n’existent pas encore, Buterin insiste sur l’importance d’investir dans des technologies cryptographiques avancées pour la sécurité à long terme des blockchains.

L’initiative d’Ethereum marque un tournant pour la sensibilisation de l’industrie à la résistance quantique et influence d’autres projets blockchain.

Les développeurs Bitcoin PoW excluent un effondrement imminent du Bitcoin

Ki Young Ju, CEO de la plateforme d’analyse on-chain CryptoQuant, a écarté sur X les craintes concernant la sécurité du Bitcoin face aux ordinateurs quantiques :

Le Bitcoin ne sera pas brisé par les ordinateurs quantiques avant des décennies. Ne tombez pas dans le FUD (peur, incertitude, doute) infondé relayé par des sources non informées. Au passage, Adam Back est un cryptographe de renom et l’inventeur de l’algorithme Proof-of-Work (PoW) de Bitcoin.

Adam Back, cryptographe et concepteur de l’algorithme Proof-of-Work, partage cette analyse. Il souligne que la technologie quantique actuelle ne suffit pas à casser le chiffrement du Bitcoin, et qu’augmenter le nombre de qubits n’améliore pas directement la performance de l’intrication quantique. Il estime que des progrès majeurs restent nécessaires avant que Bitcoin ne soit menacé, ce qui pourrait prendre environ 50 ans.

Ces avis d’experts confirment que la technologie quantique actuelle ne pose pas de risque immédiat pour Bitcoin, tout en soulignant la nécessité de préparer une défense à long terme.

Résumé : quelles perspectives pour l’informatique quantique ?

L’évolution de l’informatique quantique soulève de nouveaux défis pour les actifs numériques, en particulier le Bitcoin. Si les premiers portefeuilles de Satoshi Nakamoto et certains anciens formats d’adresses P2PK sont considérés comme vulnérables, de nombreux obstacles techniques subsistent à court terme. Parallèlement, le développement de la cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques et la veille sur les menaces potentielles progressent dans tout l’écosystème.

Les exemples de Willow par Google et des recherches de Fujitsu montrent que casser le chiffrement de Bitcoin exigerait des progrès technologiques majeurs. Les estimations actuelles évoquent entre 1 million et 1 milliard de qubits nécessaires — soit 1 000 à 1 million de fois les capacités actuelles.

Cependant, les avancées technologiques peuvent parfois dépasser les prévisions. Alors qu’Ethereum lance ses initiatives de résistance quantique avec « Surge », la communauté Bitcoin doit également anticiper des stratégies à long terme. Le développement d’une cryptographie résistante aux attaques quantiques, la migration des actifs vers de nouveaux formats d’adresse et la mise à jour des protocoles exigent une approche globale.

S’adapter aux futures évolutions technologiques et investir en continu dans la R&D seront essentiels pour préserver la sécurité du Bitcoin. L’ensemble de la communauté crypto devra collaborer pour définir de nouveaux standards de sécurité adaptés à l’ère quantique, qui représente un enjeu déterminant pour l’avenir.

FAQ

Comment les ordinateurs quantiques peuvent-ils casser le chiffrement du Bitcoin ?

Les ordinateurs quantiques utilisent l’algorithme de Shor pour exploiter les faiblesses du chiffrement ECDSA du Bitcoin. Ils pourraient, en théorie, déduire les clés privées à partir des clés publiques, ce qui pourrait devenir une menace concrète dès les années 2030. La migration vers une cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques est en cours.

Dans combien de temps les ordinateurs quantiques menaceront-ils le Bitcoin ?

Certains experts estiment que les ordinateurs quantiques pourraient représenter une menace sérieuse pour la sécurité du Bitcoin dans 2 à 3 ans. Le « Q-Day » (suprématie quantique) approche et les préparatifs s’accélèrent dans le secteur.

Comment le Bitcoin se protège-t-il contre les attaques quantiques ?

Le Bitcoin ne dispose pas encore de technologies résistantes aux ordinateurs quantiques. Néanmoins, les failles des signatures sur courbe elliptique sont identifiées, et des mises à jour des schémas de signature ou une migration vers la cryptographie post-quantique sont à l’étude. Des mesures devraient être mises en place avant que la menace quantique ne devienne concrète.

Qu’est-ce que la cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques (post-quantique) et peut-elle s’appliquer au Bitcoin ?

La cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques vise à contrer les menaces de l’informatique quantique. Elle peut être déployée sur Bitcoin, et des algorithmes post-quantiques comme ML-DSA ont été standardisés en août 2024. Une bonne implémentation renforcerait la sécurité du Bitcoin.

Les portefeuilles et clés privées Bitcoin actuels peuvent-ils être cassés par des ordinateurs quantiques ?

À ce jour, les ordinateurs quantiques ne sont pas capables de casser les clés privées Bitcoin. Si leur puissance devait sensiblement augmenter, cela pourrait devenir possible en théorie. Au 2026, il n’existe pas d’ordinateur quantique opérationnel, il n’y a donc pas de risque immédiat.

Existe-t-il un plan de mise à niveau du réseau Bitcoin contre les menaces quantiques ?

Aucun plan de mise à niveau spécifique n’a été annoncé pour le réseau Bitcoin face aux risques quantiques. Toutefois, son architecture reste très flexible et les experts estiment disposer de suffisamment de temps avant que la menace ne devienne réelle, en prévoyant un horizon de 10 à 20 ans pour y répondre techniquement.

Comment le Bitcoin se positionne-t-il face aux autres blockchains en matière de vulnérabilité quantique ?

Le Bitcoin repose sur le chiffrement ECDSA et s’avère le plus exposé aux attaques d’ordinateurs quantiques. Le SHA-256 offre une meilleure résistance. Par comparaison, Bitcoin reste plus lent que d’autres blockchains à implémenter des contre-mesures, avec une crise potentielle envisagée pour les années 2030.