L’informatique quantique devient une menace toujours plus pressante pour la sécurité d’Internet. Certains prévoient l’arrivée d’ordinateurs quantiques de grande taille dès 2030, ce qui mettrait en péril la cryptographie qui sous-tend les services bancaires mondiaux, la messagerie et la cybersécurité. Les signatures numériques utilisent des algorithmes mathématiques pour confirmer l’origine d’un paiement, d’un message ou d’une mise à jour logicielle.

Sans ces garanties, les systèmes qui alimentent la connectivité et la finance mondiales cesseraient de fonctionner. Bien que cette menace n’ait que récemment pris place dans la conscience du grand public, l’industrie technologique s’y prépare depuis bien plus longtemps.

Le National Institute of Standards and Technology (NIST) des États-Unis consacre depuis près d’une décennie à des concours ouverts visant à développer des remplaçants post-quantiques aux normes cryptographiques actuelles. L’un de ces concours est toujours en cours. En mai de cette année, une liste restreinte de neuf algorithmes de signature numérique a accédé à un troisième cycle d’évaluation, en déposant ses dernières modifications de conception le 14 août.

Claude Mythos a déchiffré HAWK, un candidat post-quantique de premier plan

La nature critique de ces travaux a été davantage soulignée le 28 juillet, lorsque Anthropic a publié deux articles affirmant que Claude Mythos Preview — un modèle non public accessible aux chercheurs en sécurité par l’intermédiaire du projet Glasswing — avait identifié de nouveaux vecteurs d’attaque dans l’un des algorithmes cryptographiques soumis au concours.

L’entreprise a présenté cette avancée comme un renforcement des capacités de cybersécurité de son modèle phare, qui jusqu’à présent ne pouvait identifier que les erreurs commises par les programmeurs lors de l’implémentation d’algorithmes dans leur code. Cela se distingue de son annonce la plus récente, selon laquelle Claude « est capable de trouver des failles mathématiques dans les algorithmes eux-mêmes ».

L’un des modèles concernés était HAWK. Ce schéma de signature expérimental est le seul des candidats restants de la NIST à reposer sur des réseaux euclidiens, une branche de la géométrie faisant intervenir des grilles de points dans des centaines de dimensions. Cela en fait l’un des exemples les plus économes en mémoire, avec des signatures ne pesant que 555 octets dans ses paramètres de sécurité les plus faibles.

Cependant, selon des travaux universitaires publiés l’année dernière, un tel schéma est susceptible de présenter des vulnérabilités reposant sur des symétries cachées dans son réseau, ce qui réduirait environ de moitié la difficulté du problème de récupération de clé. Il ne s’agissait que d’une préoccupation purement hypothétique, jusqu’à ce que Claude Mythos Preview découvre précisément une telle symétrie dans HAWK-256.

Cette configuration de la norme cryptographique HAWK est publiée par ses développeurs à des fins de tests de résistance publics. En faisant identifier cette vulnérabilité par son modèle, Anthropic a réduit le nombre d’opérations nécessaires pour dérober une clé secrète, le faisant passer de 18 trillions à 275 milliards.

Le coût du déchiffrement initial de la clé secrète HAWK-256 était considérable. L’expérience d’Anthropic a nécessité environ 100 000 dollars de calcul et a duré près de 60 heures. Cependant, maintenant que la viabilité de la méthode a été établie, les opérations de récupération ultérieures prendront moins de quatre heures sur un serveur doté de 96 cœurs.

HAWK est retiré, mais AES reste intact

Il est important de rappeler que HAWK-256 est une configuration volontairement plus faible que celles présentées à la NIST. HAWK-512 et HAWK-1024 voient elles aussi le coût estimé d’une attaque diminuer, mais leur marge de sécurité restante les place toujours largement au-delà des capacités actuelles de n’importe quel attaquant. Restaurer leur marge de sécurité initiale impliquerait toutefois de doubler la taille des clés, sacrifiant ainsi leur avantage en matière de compacité.

En conséquence, les développeurs de HAWK l’ont depuis retiré de la sélection. Sophie Schmieg, chercheuse en informatique post-quantique chez Google, a depuis déclaré : « En gros, avec cet article, HAWK est mort. »

Parallèlement à son annonce concernant HAWK, Anthropic a révélé avoir identifié des vulnérabilités dans une deuxième norme cryptographique : AES, le chiffrement actuellement utilisé pour protéger la majeure partie du trafic chiffré. Anthropic affirme avoir accéléré de 200 à 800 fois la meilleure attaque connue jusqu’alors, mais plusieurs facteurs atténuent cette avancée.

Le premier est que leur attaque visait une version de recherche simplifiée à sept tours, plutôt que le chiffrement complet à dix tours. Elle supposait également qu’un attaquant puisse obtenir environ 400 quadrilliards de messages spécialement choisis et chiffrés avec la même clé. En raison de cette apparente impossibilité pratique, Anthropic n’a pas mené l’attaque complète, se contentant de vérifier informatiquement certaines parties et d’extrapoler le résultat final.

En conséquence, cette deuxième découverte est nettement moins importante que la première, qui a mis hors course un candidat prometteur de signature post-quantique.