LA CRYPTOGRAPHIE BASÉE SUR LA LUEUR RÉMANENTE DU BIG BANG

Cosmic microwave background

LA CRYPTOGRAPHIE BASÉE SUR LA LUEUR RÉMANENTE DU BIG BANG

Les physiciens ont proposé l’utilisation du spectre de puissance de rayonnement de fond des micro-ondes cosmiques, ou CMB, pour générer des bits aléatoires pour la cryptographie à clé symétrique et asymétrique. Le CMB est un rayonnement thermique créé peu de temps après la naissance de l’univers pendant le Big Bang. Le CMB, également connu sous le nom de rayonnement relique, est le premier rayonnement détecté.

La sécurité de la plupart des méthodes de cryptage repose sur la manière dont les grands nombres aléatoires sont utilisés pour générer des clés de cryptage ou de déchiffrement des données. Ça sonne un peu comme une quiddité!

Comment un nombre aléatoire peut-il ne pas être assez aléatoire?
Les ordinateurs génèrent des clés à l’aide d’algorithmes. Il n’y a aucune garantie qu’un autre ordinateur ne générera pas une clé dupliquée utilisant le même algorithme.

En guise d’alternative, des processus physiques peuvent être utilisés pour obtenir un véritable ordre aléatoire. Par exemple, les ordinateurs pourraient créer des clés uniques en générant des bits à partir du bruit d’une micropuce ou de la durée des coups de clavier et des mouvements de souris d’un utilisateur.

Deux scientifiques, Jeffrey S. Lee et Gerald B. Cleaver de l’Université Baylor à Waco, Texas, ont soumis une proposition pour l’utilisation du CMB comme générateur final de bits aléatoires.

Qu’est-ce que le CMB exactement?
En utilisant un télescope optique traditionnel, l’espace entre les étoiles et les galaxies semble complètement noir. Pourtant, lorsqu’on utilise un radiotélescope sensible, on peut voir une faible lueur de fond, presque exactement la même dans toutes les directions, qui n’est associée à aucune étoile, galaxie ou autre objet. Cette lueur semble la plus forte dans la région des micro-ondes du spectre radioélectrique. En d’autres termes, le CMB est un instantané de la plus ancienne lumière découverte dans notre Univers, gravée dans le ciel 380 000 ans après le Big Bang.

La découverte fortuite du CMB, en 1964, par les radioastronomes américains Arno Penzias et Robert Wilson est le résultat d’un travail qu’ils ont commencé au début de 1940. Cette découverte a permis à tous les deux de remporter le prix Nobel en 1978.

Repoussant les dernières limite de la cryptographie.
Lee et Cleaver proposent d’utiliser le CMB pour générer des nombres aléatoires en mesurant la force du signal radio du CMB sur une partie du ciel. Chaque pixel saisi produit une chaîne de différentes intensités de signal, ou chiffres. Les chiffres sont ensuite combinés pour générer un très grand chiffre aléatoire.

« Un adversaire effectuant la même mesure du ciel, exactement de la même façon et au même moment, ne pouvait pas obtenir exactement les mêmes valeurs », dit Lee. « Un modèle de correspondance de chiffres dans une mesure CMB ne peut être obtenu par aucun autre utilisateur, ajoutant ainsi un autre niveau de difficulté à briser le cryptage. » Les scientifiques croient que la densité spectrale du rayonnement relique est si élevée qu’elle répondra entièrement à la norme de sécurité informatique FIPS 140-2.

Questions?
Quel est le coût d’un radiotélescope approprié et une vue dégagée de la Terre vers le ciel est-elle nécessaire ? Lee et Cleaver s’entendent pour dire qu’un télescope par personne est exagéré. Quant à une vue dégagée ? Lee a déclaré : « CMB n’offre peut-être pas un meilleur cryptage que la météo, mais il réunit deux champs d’études qui ne sont pas toujours en interaction – la cosmologie de l’univers primitif et la cryptographie.»

Par Viatcheslav Ivanov, Développeur logiciel senior, Echoworx.

Références:
• The Cosmic Microwave Background Radiation Power Spectrum as a Random Bit Generator for Symmetric and Asymmetric-Key
• Cryptography (http://arxiv.org/abs/1511.02511 )
• Cosmic microwave background (https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background )
• FIPS 140-2 (http://csrc.nist.gov/groups/STM/cmvp/standards.html )
• Randomness and Random Numbers (https://www.random.org/randomness/ )