Chiffrement classique contre post-quantique : le match des performances

L’arrivée des ordinateurs quantiques représente une menace majeure pour la cybersécurité actuelle. Ces machines, une fois suffisamment puissantes, pourraient rendre inutilisables des algorithmes de chiffrement largement employés comme RSA et X25519. L’algorithme Shor, conçu pour exploiter les propriétés des qubits, permettrait de « casser » ces systèmes en un temps record. Par exemple, RSA, utilisé pour sécuriser les communications sur Internet, deviendrait vulnérable. En revanche, les algorithmes symétriques comme AES ne seraient pas aussi facilement compromis : il suffirait de doubler la taille des clés pour maintenir un niveau de sécurité équivalent. Le chiffrement symétrique utilise la même clé pour chiffrer et déchiffrer les données, tandis que le chiffrement asymétrique, comme RSA, utilise une paire de clés distinctes.

Face à cette menace, des algorithmes dits post-quantiques ont été développés pour résister aux attaques des ordinateurs quantiques. Parmi eux, CRYSTALS-Kyber (ou Kyber), sélectionné par le NIST américain en 2022 et normalisé en 2024 sous le nom ML-KEM (FIPS 203), est l’un des plus prometteurs. Ces algorithmes sont conçus pour offrir une sécurité comparable à celle des méthodes actuelles, même face à une puissance de calcul quantique. Leur adoption progressive vise à remplacer les systèmes vulnérables avant que les ordinateurs quantiques ne deviennent une réalité opérationnelle. Le NIST, institut national des normes et de la technologie aux États-Unis, joue un rôle clé dans cette transition en évaluant et en standardisant ces nouvelles méthodes.

Un test comparatif a été réalisé pour chiffrer un message de 8 octets (« next ftw ») avec cinq familles d’algorithmes : AES (en modes CCM et GCM), ChaCha20-Poly1305, X25519, RSA et ML-KEM. Les résultats mettent en lumière des différences majeures en termes de taille des clés, de taille des messages chiffrés et de vitesse de traitement. Par exemple, RSA nécessite des clés de 2048 bits ou plus pour une sécurité acceptable, tandis que AES peut utiliser des clés de 128, 192 ou 256 bits. ChaCha20-Poly1305, un algorithme symétrique, est souvent préféré pour sa rapidité et sa simplicité d’implémentation. Ces comparaisons permettent d’évaluer l’efficacité pratique de chaque méthode dans des scénarios réels.

La taille des clés joue un rôle crucial dans la sécurité des algorithmes. Pour les algorithmes symétriques comme AES, une clé de 128 bits offre une sécurité de base, tandis qu’une clé de 256 bits est considérée comme très robuste. En revanche, les algorithmes asymétriques comme RSA ou X25519 nécessitent des clés beaucoup plus longues pour atteindre un niveau de sécurité similaire. Par exemple, une clé RSA de 2048 bits est aujourd’hui considérée comme sûre, mais elle deviendrait vulnérable face à un ordinateur quantique utilisant l’algorithme de Shor. Les algorithmes post-quantiques, comme ML-KEM, visent à offrir une sécurité équivalente avec des tailles de clés plus raisonnables, souvent comprises entre 512 et 1024 bits.