Distribution de clés quantiques (QKD)

La distribution de clé quantique (QKD) est la création et la mise en œuvre d'une clé de chiffrement quantique qui protège les données transférées grâce à la physique quantique. Charles Bennett et Gilles Brassard ont inventé le premier protocole de distribution de clés quantiques en 1984. Ce protocole est connu sous le nom de BB84 et établit la norme pour la création de clés de chiffrement quantique. Les principes de la physique quantique permettent à deux parties de créer un canal sécurisé.

Pour accomplir la distribution de clé quantique, deux parties (Alice et Bob) doivent d'abord établir un canal authentifié sur lequel elles créeront la clé. Avant de générer la clé, Alice et Bob doivent interagir et authentifier leurs identités. La distribution de clé quantique utilise des particules de lumière subatomiques - des photons - pour créer une clé de chiffrement secrète. Ensuite, les photons sont envoyés à travers un câble et sont divisés au hasard par un séparateur de faisceau. Les photons restants déterminent la clé, qui n'est désormais connue que d'Alice et Bob.

Dans un échange de clés Diffie-Hellman ou un processus de prise de contact à quatre, les attaquants peuvent espionner l'échange ou même interjecter leurs propres valeurs, prenant la place de l'expéditeur légitime (Alice) et incitant la partie destinataire (Bob) à penser qu'ils interagissent toujours avec Alice. Mais établir un canal en utilisant la mécanique quantique et en utilisant une clé quantique signifie que toute écoute indiscrète sera remarquée. Si un attaquant tente d'interrompre l'échange, la nature des photons sera sensiblement perturbée. Alice et Bob sauront que quelqu'un tente de pirater la création et la distribution de leurs clés. Il s'agit d'une couche de sécurité supplémentaire que les méthodes traditionnelles de création de clé de chiffrement n'ont pas.

La cryptographie quantique prend de plus en plus d'importance car les ordinateurs quantiques peuvent désormais déchiffrer facilement les méthodes traditionnelles de cryptographie. En informatique quantique, les bits sont appelés bits quantiques ou qubits. Alors que les bits dans le calcul traditionnel existent à des valeurs de 0 ou 1, les qubits ne contiennent pas une valeur de manière cohérente. L'instabilité de la valeur des qubits permet à un ordinateur quantique de calculer plusieurs combinaisons numériques en même temps. Alors que les clés de chiffrement standard peuvent utiliser une chaîne de plusieurs bits, ce qui serait traditionnellement difficile à apprendre pour un attaquant, les ordinateurs quantiques peuvent déchiffrer un tel code rapidement. La mise en œuvre de méthodes de cryptographie quantique aidera à protéger les données sensibles qui seraient autrement assez faciles à voler pour un ordinateur quantique.