Protéger l'art et les mots de passe par la biochimie

Les experts en sécurité redoutent le Q-Day, le jour où les ordinateurs quantiques deviendront si puissants qu'ils pourront craquer les mots de passe actuels. Certains experts estiment qu'il ne faudra pas plus de dix ans pour en arriver là. Les contr?les de mots de passe se basent sur des fonctions cryptographiques à sens unique qui calculent une valeur de sortie à partir d'une valeur d'entrée. Cela permet de vérifier la validité d'un mot de passe sans avoir à transmettre le mot de passe lui-même. La fonction à sens unique convertit le mot de passe en une valeur de sortie qui permet par exemple de vérifier la validité dans les opérations bancaires en ligne. La particularité des fonctions à sens unique est que la valeur de sortie ne permet pas de déduire la valeur d'entrée, c'est-à-dire le mot de passe. Du moins pas avec les moyens actuels. Avec les ordinateurs quantiques, ce calcul à rebours pourrait toutefois devenir plus simple à l'avenir.

Des chercheurs de l'ETH Zurich présentent maintenant une fonction cryptographique à sens unique qui fonctionne différemment des fonctions actuelles et qui sera s?re à l'avenir également. Dans ce cas, les données ne sont pas traitées par des opérations de calcul, mais stockées sous forme de séquence d'éléments constitutifs de l'ADN.

Basé sur le vrai hasard

"Notre système est basé sur un véritable hasard. La valeur d'entrée et la valeur de sortie sont physiquement liées, et on ne peut aller que de la valeur d'entrée à la valeur de sortie, et non l'inverse", explique Robert Grass, professeur au Département de chimie et des sciences biologiques appliquées. "Comme il s'agit d'un système physique et non numérique, il ne peut pas non plus être décrypté par un algorithme, même celui qui fonctionne sur un ordinateur quantique", ajoute Anne Lüscher, doctorante dans le groupe de Grass. Elle est la première auteure du travail qu'elle a publié dans la revue spécialisée page externeNature Communications a publié.

Avec ce nouveau système, les chercheurs ont également créé un moyen infalsifiable de certifier l'authenticité d'objets précieux comme les ?uvres d'art. En outre, la technologie pourrait être utilisée pour assurer la tra?abilité des matières premières et des produits industriels.

Comment ?a marche ?

La nouvelle fonction biochimique à usage unique se base sur un pool de cent millions de molécules d'ADN différentes. Chacune de ces molécules contient deux sections avec une séquence aléatoire d'éléments constitutifs de l'ADN : une section pour la valeur d'entrée et une section pour la valeur de sortie. Il existe quelques centaines de copies identiques de chacune de ces molécules d'ADN dans le pool, et le pool peut également être divisé en plusieurs pools. Ceux-ci sont identiques parce qu'ils contiennent les mêmes molécules d'ADN aléatoires. Les pools peuvent se trouver à différents endroits ou on peut les intégrer dans des objets.

Celui qui possède un tel pool d'ADN possède le verrou du système de sécurité. La réaction en cha?ne par polymérase (PCR) permet de tester une clé ou une valeur d'entrée - une courte séquence d'éléments constitutifs de l'ADN. Pendant la PCR, cette clé cherche dans le pool de centaines de millions de molécules d'ADN la molécule avec la valeur d'entrée correspondante, et la PCR multiplie ensuite la valeur de sortie qui se trouve sur la même molécule. La valeur de sortie est rendue lisible par séquen?age de l'ADN.

Le principe semble compliqué à première vue. "Produire des molécules d'ADN avec un caractère aléatoire intégré est cependant simple et bon marché", explique Grass. Les co?ts de production d'un pool d'ADN qui peut être divisé devraient être inférieurs à un franc. Il est plus compliqué et plus cher de lire la valeur de sortie par séquen?age de l'ADN. Mais les appareils nécessaires à cet effet sont aujourd'hui disponibles dans de nombreux laboratoires de biologie.

L'ETH Zurich a déposé une demande de brevet pour cette nouvelle technologie. Les chercheurs veulent maintenant l'optimiser et la développer jusqu'à sa commercialisation. Comme l'utilisation de la méthode nécessite une infrastructure de laboratoire spécialisée, les scientifiques estiment que l'application de la vérification des mots de passe concerne actuellement surtout les biens hautement protégés ou l'accès aux b?timents avec des règles d'accès restrictives. Avant que la technologie puisse être utilisée dans la société pour la vérification des mots de passe, le séquen?age de l'ADN devrait être simplifié.

Sécuriser les biens de valeur et les cha?nes d'approvisionnement

L'idée d'utiliser la technologie pour certifier des ?uvres d'art de manière infalsifiable est déjà un peu plus m?re. S'il existe par exemple dix exemplaires d'un tableau, l'artiste peut les marquer avec le pool d'ADN : Il peut par exemple mélanger l'ADN à la peinture, le pulvériser sur l'?uvre ou l'apposer à un endroit précis.

Si plusieurs propriétaires souhaitent par la suite se faire confirmer l'authenticité de ces ?uvres d'art, ils peuvent se regrouper, convenir d'une clé (donc d'une valeur d'entrée) et effectuer le test ADN. Si le test donne la même valeur de sortie dans tous les cas, tous les exemplaires testés sont authentiques. Il serait également possible, gr?ce à cette nouvelle technologie, d'associer des valeurs cryptographiques telles que le NFT, qui n'existent que dans le monde numérique, à un objet et donc au monde physique.

Par ailleurs, les cha?nes de livraison de biens industriels ou de matières premières pourraient également être suivies de manière infalsifiable. "L'industrie aéronautique, par exemple, doit pouvoir prouver sans faille qu'elle utilise exclusivement des composants originaux. Notre technologie peut garantir cette tra?abilité", explique Grass. En outre, la méthode pourrait être utilisée pour marquer l'authenticité de médicaments ou de produits cosmétiques originaux.