Breaking Cryptography FUD

Une nouvelle menace pèse sur le monde de la cryptographie : la possibilité que l'intelligence artificielle (IA) puisse attaquer des systèmes que nous pensions sécurisés. Cette crainte, bien que potentiellement alarmante, ne doit pas mener à la panique. Le monde d'aujourd'hui est le même qu'il y a un an ou deux ans. Il est crucial de distinguer deux conversations souvent confondues : la menace à long terme des ordinateurs quantiques sur la cryptographie, et la nouvelle menace émergente de l'IA. Les progrès récents, notamment une série de près de 700 articles publiés en ligne par OpenAI, ont démontré des avancées remarquables en mathématiques et en informatique. Ces avancées ont soulevé des interrogations quant à leur impact potentiel sur la cryptographie. Cependant, une observation frappante est l'absence de travaux spécifiquement axés sur la cryptographie parmi ces publications. Cette absence peut s'expliquer de plusieurs manières. Soit les modèles d'IA ne sont pas performants dans ce domaine, soit la cryptographie est intrinsèquement robuste. Si les laboratoires ont tenté de faire des progrès en cryptographie théorique ou appliquée sans succès notable, cela serait en soi une information précieuse, renforçant la confiance dans la robustesse des systèmes actuels. Inversement, s'ils ont fait des progrès mais ont choisi de ne pas les divulguer, cela soulèverait d'autres préoccupations. La cryptographie moderne repose sur des hypothèses de complexité, c'est-à-dire que certains problèmes mathématiques sont considérés comme difficiles à résoudre. La preuve formelle de cette difficulté est liée au problème ouvert P vs NP, que nous sommes loin de résoudre. Par conséquent, nous continuons de faire des hypothèses sur la difficulté de problèmes tels que le logarithme discret sur courbes elliptiques ou le problème du vecteur le plus court sur réseaux. De nombreux chercheurs ont tenté de casser ces hypothèses au fil des ans, avec des succès partiels mais sans parvenir à les briser complètement. Ces problèmes restent donc la base de nos systèmes cryptographiques actuels. L'émergence de l'IA introduit un nouveau facteur : la possibilité que ces modèles trouvent des méthodes d'attaque inédites, que les humains n'auraient pas envisagées. Cependant, cette possibilité n'est pas entièrement nouvelle ; un humain particulièrement brillant aurait pu développer une nouvelle attaque par le passé. L'IA ne fait qu'accélérer et potentiellement amplifier cette recherche d'attaques. Paradoxalement, le fait que les laboratoires d'IA tentent de casser ces hypothèses cryptographiques et échouent renforcerait notre confiance en leur validité. Si ces modèles, même avec leur puissance de calcul et leur intelligence accrues, ne parviennent qu'à réduire marginalement la sécurité d'un système (par exemple, en retirant 10 bits de sécurité), cela constituerait une preuve solide de la robustesse des problèmes sous-jacents. De même, l'IA pourrait être utilisée pour fournir des preuves plus solides de la difficulté de ces problèmes, renforçant ainsi notre confiance dans l'intractabilité algorithmique de certains problèmes cryptographiques. La crainte principale concerne la rupture potentielle de protocoles cryptographiques fondamentaux comme l'ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm). Une telle rupture aurait des implications dévastatrices, allant bien au-delà de l'espace des blockchains pour impacter l'ensemble de l'internet, les services bancaires, les soins de santé, les communications gouvernementales, et toute communication numérique. Heureusement, des mécanismes de sauvegarde existent. Le NIST (National Institute of Standards and Technology) standardise déjà de nouveaux systèmes de cryptographie à clé publique qui peuvent servir de remplacement. Si une hypothèse cryptographique venait à être brisée, nous aurions des alternatives vers lesquelles migrer. Le manque d'information claire sur les capacités réelles des IA à attaquer ces systèmes crée un vide qui alimente les spéculations et l'inquiétude. Le processus de validation de la sécurité cryptographique repose traditionnellement sur le temps et l'analyse par des experts. Les systèmes sont déployés, puis analysés pendant des années par la communauté cryptographique. Si aucun défaut majeur n'est découvert, on gagne en confiance. L'IA accélère considérablement ce processus. Désormais, un nouveau système pourrait être soumis à l'analyse par des modèles d'IA puissants pendant une période relativement courte, offrant potentiellement une confiance plus grande et plus rapide que des décennies d'analyse humaine traditionnelle. Il est essentiel de comprendre que le monde tel que nous le connaissons n'a pas changé du jour au lendemain. Rien n'a changé pour l'utilisateur lambda tant que nous n'avons pas de nouvelles informations concrètes sur la vulnérabilité de nos systèmes cryptographiques. Il faut éviter la panique et continuer à utiliser les systèmes existants. La récente agitation est une réaction indirecte aux avancées générales de l'IA en mathématiques, et non à une information spécifique prouvant la faiblesse d'un système cryptographique particulier. Nous disposons de diverses hypothèses cryptographiques pour construire des systèmes à clé publique, pas seulement les courbes elliptiques ou les réseaux. Il existe également les isogénies, les systèmes basés sur des codes, et les systèmes multivariés polynomiaux, ainsi que les signatures basées sur des fonctions de hachage. Si une menace spécifique émerge, nous avons des voies de repli. Une distinction importante réside dans la nature des problèmes considérés comme difficiles. Nous croyons généralement qu'il n'existe pas d'algorithme efficace pour résoudre ces problèmes. Si tel est le cas, même une IA très avancée ne pourra pas trouver un algorithme inexistant. La crainte est que cette croyance soit erronée. L'algorithme existe, et l'IA est capable de le trouver. Le tweet de Justin Drake, qui a déclenché cette discussion, mettait en garde contre une possible rupture de la cryptographie à courbe elliptique dans les mois à venir, suggérant aux détenteurs de gros portefeuilles sur Ethereum de passer en "mode bunker". Vitalik Buterin a nuancé ce propos, mais a également évoqué le potentiel des IA à trouver de meilleures attaques. Il est à noter que de nombreux utilisateurs ont perdu plus de fonds dans des migrations de portefeuilles mal exécutées que dans des piratages, soulignant que les risques immédiats et concrets sont parfois plus préoccupants que les menaces catastrophiques potentielles. Les bugs persistent dans tous les logiciels, et les IA pourraient bien être plus utiles pour la défense que pour l'attaque à long terme. Les recommandations émises dans le tweet de Drake, telles que l'activation du "mode bunker", ne sont pas nécessairement nouvelles ou révolutionnaires. Elles correspondent souvent à des bonnes pratiques de sécurité que les institutions devraient déjà suivre, indépendamment des menaces liées à l'IA ou à l'informatique quantique. Coinbase, par exemple, a déclaré suivre déjà bon nombre de ces mesures. La véritable attente concerne la transparence et l'information : les laboratoires devraient partager leurs découvertes pour permettre une adaptation plus rapide et informée. Il est également important de noter que les types de cryptographie potentiellement menacés par l'IA sont souvent les mêmes que ceux menacés par l'informatique quantique (cryptographie à courbe elliptique, RSA). La menace de l'IA ne rend pas cette vulnérabilité nouvelle, mais pourrait accélérer son exploitation. Cependant, la menace de l'IA pourrait être plus large, s'attaquant potentiellement même aux systèmes post-quantiques que nous développons pour contrer les ordinateurs quantiques. Il serait donc crucial de savoir si les modèles d'IA actuels peuvent ou non casser ces systèmes post-quantiques. Face à ces menaces, la "crypto-agilité" est une stratégie clé. Il s'agit de déployer des systèmes permettant de passer rapidement d'une conception cryptographique à une autre si celle utilisée s'avère peu sûre. Cette approche, déjà plus que centenaire, nous protège contre les imprévus. Le débat actuel soulève également des questions fondamentales sur le choix des bases cryptographiques : courbes elliptiques, fonctions de hachage, ou réseaux. La menace de l'IA, contrairement à la menace quantique qui cible principalement les systèmes basés sur des problèmes mathématiques spécifiques, pourrait potentiellement affecter toutes sortes de schémas cryptographiques. Les fonctions de hachage sont considérées comme post-quantiques, mais pas nécessairement post-IA. De même pour les réseaux. Il existe un débat dans la communauté blockchain sur l'utilisation de signatures basées sur des réseaux ou sur des fonctions de hachage. Les signatures basées sur des fonctions de hachage sont souvent considérées comme plus sûres car il est plus facile de remplacer une fonction de hachage défaillante par une autre, préservant ainsi l'intégrité du cadre général. Les systèmes basés sur des réseaux, en revanche, pourraient s'effondrer si les problèmes sous-jacents s'avèrent moins complexes que prévu, sans possibilité de récupération. Dans l'espace blockchain, l'utilisation exclusive de fonctions de hachage pour les signatures est également envisagée pour réduire le nombre d'hypothèses de sécurité distinctes, étant donné que les fonctions de hachage sont déjà utilisées pour les arbres de Merkle et d'autres composants fondamentaux. Cela simplifierait la pile de sécurité. Cependant, l'utilisation exclusive de fonctions de hachage pour l'ensemble de l'infrastructure numérique présente des inconvénients. Elles ne permettent pas de réaliser des opérations comme l'échange de clés ou le chiffrement efficacement. De plus, l'implémentation de certaines constructions, comme la récursion de SNARKs (utilisée dans Ethereum pour prouver la validité de nombreuses signatures de manière compacte), est complexe et présente une surface d'attaque potentielle pour les bugs. Les systèmes basés sur des réseaux offrent des propriétés plus avancées, comme les signatures à seuil ou la dérivation de clés non-déterministe, qui sont absentes des systèmes basés sur des fonctions de hachage. Bien que les systèmes basés sur des réseaux soient plus riches en propriétés algébriques exploitables par les cryptographes, leur sécurité repose sur des hypothèses mathématiques plus fondamentales qui, si elles s'avéraient fausses, pourraient avoir des conséquences plus graves. En résumé, il n'est pas garanti qu'un algorithme efficace existe pour casser la cryptographie actuelle. Si un tel algorithme existe, les progrès en IA pourraient considérablement raccourcir le délai nécessaire à sa découverte. Le manque de transparence des laboratoires d'IA sur leurs recherches en cryptographie est une source majeure d'inquiétude. Si ces laboratoires publiaient des résultats démontrant qu'ils ont échoué à casser des schémas cryptographiques malgré des efforts considérables, cela renforcerait grandement notre confiance dans leur sécurité. Pour les institutions, il est conseillé de continuer à appliquer les meilleures pratiques de sécurité existantes. Pour les utilisateurs individuels, rien ne change pour l'instant ; il faut rester calme et continuer à utiliser les technologies comme d'habitude. Pour les startups, ces avancées ouvrent des opportunités. Elles peuvent considérer les hypothèses de sécurité lors de la conception de leurs systèmes. De plus, les IA peuvent être utilisées pour analyser la sécurité des logiciels et des cryptographies avant leur déploiement, améliorant ainsi la qualité globale des produits. La baisse drastique du coût des capacités intellectuelles grâce à l'IA pourrait même conduire à une réduction significative des bugs logiciels, améliorant ainsi la sécurité du monde. Si, dans le pire des cas, l'IA venait à casser la cryptographie à courbe elliptique, la transition vers la cryptographie post-quantique, qui utilise déjà des systèmes basés sur des réseaux et des fonctions de hachage, serait la prochaine étape. De nombreux systèmes actuels utilisent déjà une combinaison de ces approches (par exemple, chiffrement hybride). Si même ces systèmes étaient cassés, il faudrait développer et standardiser de nouvelles solutions, un processus plus long mais faisable. La divulgation responsable de telles découvertes par les laboratoires serait cruciale pour permettre une transition ordonnée. En conclusion, bien que les avancées de l'IA posent de nouvelles questions sur la sécurité cryptographique, la panique n'est pas justifiée. L'information, la prudence et l'adoption des meilleures pratiques de sécurité, y compris la crypto-agilité, sont les clés pour naviguer dans ce paysage en évolution.