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Des clés secrètes dans les états quantiques de la lumière

Les propriétés inhabituelles des photons en font des vecteurs parfaits pour transporter les clés secrètes destinées au chiffrement, les rendant inviolables. Des chercheurs financés par l'UE ont étudié une méthode pour distribuer ce type de clés secrètes via des réseaux de communication optique.
Des clés secrètes dans les états quantiques de la lumière
La méthode de distribution de clés quantiques (QKD, pour quantum key distribution) utilise les principes de la mécanique quantique pour distribuer des clés secrètes. La sécurité de la QKD est basée sur le fait que deux parties produisent une clé partagée connue par elles seules. Cette clé peut être utilisée pour chiffrer et déchiffrer des messages.

Les deux parties envoient des particules quantiques de lumière contrôlées de façon précise, qui sont détectées de façon contrôlée. La présence d'un tiers tentant d'intercepter la clé serait immédiatement détectable. En effet, toute tentative d'observer les particules quantiques modifie les informations qu'elles véhiculent.

Le projet Q-CERT (Quantum key distribution certification), financé par l'UE, visait à promouvoir l'adoption des QKD. Il a créé un partenariat entre les universités et les entreprises, afin d'améliorer le matériel utilisé. Les membres du projet ont également développé des méthodes pour réduire le nombre d'erreurs dans les systèmes actuels.

Les banques et la défense sont des secteurs pour lesquels la sécurité des communications est essentielle, aussi elles utilisent déjà des systèmes basés sur des clés générées quantiquement. Le grand nombre de techniques de chiffrement quantique mises en œuvre, ainsi que la difficulté de les transposer à une plus grande échelle, freinent leur adoption.

L'équipe de Q-CERT a étudié les attaques sur des systèmes QKD et évalué la sécurité des protocoles QKD. Le post-traitement des données brutes collectées a posé les bases du développement de normes matérielles et logicielles facilitant l'évaluation de la sécurité des applications de QKD.

Les chercheurs ont également classé les attaques contre les systèmes de QKD et proposé des contre-mesures contre les attaques d'aveuglement par des photodiodes à avalanche et les attaques par saturation, grâce à des QKD à variables continues. Enfin, ils ont développé un nouveau système QKD à grande vitesse.

Sur des stations relais spécialisées, une paire de photons liés peut être reçue de façon sécurisée et les informations qu'elle transporte peuvent être attribuées à une autre paire de photons liés. Les prochaines étapes consisteront à développer des systèmes sécurisés sur l'intégralité d'un réseau plutôt que seulement d'un point à un autre.

En attendant, le cadre Q-CERT pour évaluer la sécurité des systèmes QKD doit encore être adopté. L'adoption de normes communes constitue une étape majeure pour que les systèmes QKD atteignent un niveau de maturité convenant à une utilisation commerciale, tout en renforçant la confiance du public vis-à-vis de cette technique.

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Mots-clés

Réseaux de communication, distribution de clés quantiques, mécanique quantique, sécurité, Q-CERT, photons liés