Cryptographie post-quantique

La cryptographie post-quantique est une branche de la cryptographie visant à garantir la sécurité de l'information face à un attaquant disposant d'un calculateur quantique. Cette discipline est distincte de la cryptographie quantique, qui vise à construire des algorithmes cryptographiques utilisant des propriétés physiques, plutôt que mathématiques, pour garantir la sécurité. En l'effet, les algorithmes quantiques de Shor, de Grover et de Simon étendent les capacités par rapport à un attaquant ne disposant que d'un ordinateur classique. S'il n'existe pas à l'heure actuelle de calculateur quantique représentant une menace concrète sur la sécurité des cryptosystèmes déployés, ces algorithmes permettent conceptuellement de résoudre certains problèmes calculatoires sur lesquels sont fondés plusieurs primitives populaires. Algorithme de Shor En 1995, Peter Shor a publié un algorithme permettant de résoudre le problème du logarithme discret et le problème de la factorisation des entiers. Cet algorithme, utilisant les spécificités d'un calculateur quantique (dont on n'avait alors pas encore construit de prototypes), produit une réponse en temps polynomial. En comparaison, les meilleurs algorithmes classiques connus pour ces problèmes ont une complexité exponentielle en général, et sous-exponentielle mais sur-polynomiale pour les corps finis. En résumé, pour ces deux problèmes, aucun algorithme classique efficace n'est connu, mais puisqu'un algorithme quantique efficace est disponible, on dit qu'ils appartiennent à la classe de complexité BQP. En conséquence, les constructions cryptographiques dont la sécurité repose sur le problème du logarithme discret (notamment l'échange de clé de Diffie-Hellman et la signature ECDSA), ou sur le problème de la factorisation d'entiers (notamment la signature RSA) seraient vulnérables à un attaquant disposant d'un calculateur quantique suffisamment grand et fiable. L'algorithme de Grover, quant à lui, améliore de manière faible mais générique l'efficacité des problèmes de recherche.