Topic : « Je vous explique mon mémoire en informatique quantique »

Avatar de Gausstrogradski Gausstrogradski
Tout est dans le titre, je veux m'exercer à expliquer.

Je vais commencer régulièrement à poster sur ce topic, libre à vous de lire ou poser des questions. Je vais prendre l'hypothèse qu'il sera lu, et que les braves d'ici y seront attentif :)

La cryptographie c'est à la base des bases des maths. En fait toutes les communications qu'on échange peuvent être associées à des objets mathématiques et la cryptographie c'est trouver des opérations faciles à faire dans un sens avec une clé secrète mais pas dans l'autre si on ne connait pas la "clé", qui est elle-même un objet mathématique également.
Avatar de Gausstrogradski Gausstrogradski
Une grosse prise de couilles des cryptographes c'est de dire : je vais t'expliquer étape par étape comment j'encrypte une communication, et tu verras que si j'encrypte qqch avec une clé que tu ne connais pas, tu ne peux pas déchiffrer la conv. Même si tu sais comment tout a été préparé. Le fait que tu ne connaisses pas la clé rendra tous tes efforts inutiles. Car en pratique les clés qu'on utilise sont immenses, donc

1) il y a bcp de clés possibles, tu ne peux pas toutes les énumérer. En pratique une clé peut faire 128 bits, donc il y a 2^128 possibilités, c'est un très grand nombre. Même si des milliards de copie de l'ordinateur le plus puissant du monde actuellement travaillent ensemble pour énumérer les clés possibles et les tester une par une, il faudrait des milliards de milliards d'années.

2) si tu considères la clé comme une inconnue et que tu essayes de résoudre un système d'équations qui te donnera la réponse en analysant les inputs et outputs, ben même ça ça ne marche pas.

Tout ça pour dire que la seule inconnue dans un système, en général, c'est la clé.
Avatar de Gausstrogradski Gausstrogradski
Bon, tout ça c'est de la cryptographie, mais... où est le quantique dans l'histoire ? ça arrive.

Comme je viens de le dire, la crypto dépend surtout des moyens de l'adversaire : il a accès à un ordinateur pour faire des calculs ? ou juste un crayon et un papier? À quel point est ce que l'adversaire peut etre puissant?

C'est une considération cruciale en cryptographie : le modèle d'adversaire. En fait il faut penser les fonctions cryptographiques comme devant résister à l'adversaire le plus malhonnête et puissant que l'humanité n'ait connue. Donc il faut envisager les plus grands moyens. Et ça, c'est vraiment d'application en pratique. La cryptographie, c'est ce qui a fait gagner un camp lors de la 2nde guerre mondiale. L'espionnage, c'est ce qui fait tout couler.

Le meilleur moyen de calcul aujourd'hui, c'est l'ordinateur qu'on a chez soi, ou sa version améliorée: des gros ordis dans des giga salles etc. Mais le principe de base reste le même, c'est le fonctionnement d'un ordinateur comme les théoriciens comme Alan Turing ou John von Neumann l'ont dessiné il y a un siècle (aux alentours de 1950).
Avatar de Gausstrogradski Gausstrogradski
Par contre, depuis, on a découvert la physique quantique (les prémices autours de 1900, les vraies théories autour de 1930). La physique quantique permettrait, en gros, de réaliser des ordinateurs qui sont bcp plus puissants que ceux d'aujourd'hui. Donc il faut également envisager, pour le futur, des adversaires qui ont des ordinateurs quantiques et qui veulent nous niquer.

En fait, la physique quantique, ça n'a rien à voir avec ce qu'on fait tous les jours, ce qu'on appelle la physique classique. C'est un comportement de la matière qui n'émerge qu'au niveau fondamental, à l'échelle du nanomètre, en gros, pas qqch qu'on voit. Et même pire : c'est un comportement qui disparaît quand on l'observe. En fait, les objets quantiques c'est par essence quelque chose qu'on ne peut pas observer. Tout ce qu'on peut faire c'est
1) ne pas regarder le truc, mais se dire qu'il existe
2) faire des opérations quantiques dessus (avec des lasers, des résonances dans des cavités electromagnétiques, plein de trucs bizarres encore)
3) vérifier, en observant, qu'on a bien ce que la théorie prédit.

Donc en fait on manipule du quantique, mais on finit par observer du classique, et on vérifie que ça concorde bien avec la théorie. Mais on a pas observé l'objet pendant les opérations ! Donc il aurait très bien pû être classique et nous faire une farce ? Non. La théorie prédit des résultats différents selon si l'objet est classique ou quantique. Si l'objet est quantique, on est censé retrouver un résultat, si l'objet est classique, un autre résultat.

Donc il y a ce comportement très bizarre. En plus de ça, les opérations quantiques sont vachement plus complexes qu'en classique, donc permettent de faire des trucs bcp plus originaux et poussés qu'en classique. Donc si on a une machine où les données sont traitées comme des objets quantiques, on peut faire des opérations quantiques stylées dessus. Si on agrandit un peu le concept ça fait un ordinateur quantique : une machine qui calcule des trucs et qui est basée sur la physique quantique. Et ça a un potentiel énorme face aux ordinateurs classiques.

Donc, un adversaire quantique est un adversaire puissant.

Auto-édit :

https://image.noelshack.com/minis/2020/12/6/1584794651-51.png
#18472465
Avatar de Gausstrogradski Gausstrogradski
Citation de Tradition
Donne un exemple de clé pour voir à quoi ça ressemble https://image.noelshack.com/minis/2021/04/5/1611923669-anyaz2.png

ça peut aussi ressembler à une chaîne de 1 et de 0 de taille 128, comme dans AES-128 :


11001010110010101100101011001010110010101100101011001010110010101100101011001010110010101100101011001010110010101100101011001011


ça par exemple ça peut être utilisé dans un des systèmes les plus sécurisés du monde.
Tu prends une clé comme ça au pif, tu la notes sur un post-it, tu utilises AES-128 avec ta clé pour encrypter un message qui dit "J'aurais aimé que Amine Mojito soit encore actif"

tu prends le résultat, ça peut être un truc du style
"XAHS12198BXAKJGHSKJAGS8137AOQNNALIHZGDAOI127907",
tu le tatoues sur ton corps, et il n'y a qu'avec ton bout de post-it qu'on peut décrypter et arriver à "J'aurais aimé que Amine Mojito soit encore actif"
Avatar de Gausstrogradski Gausstrogradski
Citation de Ji-min
Quand on veut une clef le plus simple cest daller chez le serrurier i think https://image.noelshack.com/minis/2017/49/7/1512913518-jungkook-genant-2.png
je ne vise aucune entreprise dont le nom commence par Thales https://image.noelshack.com/minis/2022/33/3/1660766716-st-small-507x507-pad-600x600-f8f8f8-11-removebg-preview.png


Mine de rien, fermer la porte à clé c'est une forme de construction cryptographique.

La crypto existe depuis la nuit des temps avec des messages cachés, des serrures à verrou. Chuchoter ou mettre une clotûre autour de son jardin, ... Tout peut être considéré comme de la crypto. Tu réfléchis à chaque fois aux moyens de ton adversaire, et plus il est fort plus tu dois prendre des précautions

Auto-édit :
Citation de Nath
Putain j'ai compris https://image.noelshack.com/minis/2018/26/7/1530476579-reupjesus.png

https://image.noelshack.com/minis/2021/42/7/1635074295-genkiz1.png
Liste des sujets