L'industrie espagnole veut se positionner dans la QKD League des clés quantiques
- Une nouvelle ère s'ouvre pour les communications sécurisées
- Des millions de photons au service de la sécurité nationale
Alors que l'on vient de célébrer le 68e anniversaire de la mise en orbite du premier satellite artificiel de la Terre, Sputnik-1, par l'ancienne Union soviétique, l'industrie spatiale espagnole est déterminée à jouer dans la 1re division de la Ligue QKD extraterrestre.
Il s'agit d'un bouclier invisible qui vise à empêcher les ordinateurs quantiques, qui devraient voir le jour dans les années 2030, de déchiffrer tout message secret crypté, même avec les algorithmes les plus sophistiqués.
Les analystes technologiques sont convaincus que les ordinateurs quantiques atteindront la supériorité totale dans les 5 à 10 prochaines années et qu'à partir de là, les agences de renseignement et les institutions officielles des nations qui en disposent, mais aussi les pirates informatiques et les organisations criminelles, « seront capables, en moins d'une heure, de briser les clés asymétriques inviolables actuellement utilisées par les gouvernements, les institutions financières et les grandes entreprises », affirme Ángel Álvaro, directeur technique du projet QKD chez Thales Alenia Space España.
Le lancement de l'initiative nationale QKD s'inscrit dans le cadre des Fonds européens de relance via le PERTE Aérospatial du ministère des Sciences et bénéficie d'un financement du Centre pour le développement technologique et l'innovation (CDTI). Conçue pour « blindage » des communications de données et d'informations secrètes, sa raison d'être est d'anticiper l'arrivée imminente de l'informatique quantique, tout en renforçant l'infrastructure de communications sécurisées de l'Union européenne.
Deux consortiums d'entreprises espagnoles travaillent d'arrache-pied sur deux projets de distribution de clés quantiques ou QKD, acronyme de l'anglais Quantum Key Distribution. Les deux sont très différents, mais ont le même objectif : développer des systèmes quantiques de cryptage par satellite afin de constituer une barrière qui freine les cyberattaques et le cyberespionnage sur les communications entre deux interlocuteurs de haut niveau politique, militaire, économique ou financier.
Une nouvelle ère s'ouvre pour les communications sécurisées
D'une part, il y a le consortium dirigé par Sener Aeroespacial, qui s'efforce de concrétiser un démonstrateur LEO QKD, qui doit fonctionner depuis l'orbite basse de la Terre ou LEO, acronyme de l'anglais Low Earth Orbit. Financée à hauteur de 18 millions d'euros, la société espagnole recherche « une opportunité de démonstration en orbite » pour effectuer les tests technologiques de sa clé quantique, affirme son directeur général Espace, Diego Rodríguez, qui seront réalisés à bord d'un satellite de communication positionné entre 500 et 700 kilomètres d'altitude.
En revanche, le groupe industriel dirigé par Thales Alenia Space España s'est engagé à développer un prototype de GEO QKD qui fonctionnera depuis l'orbite géostationnaire ou GEO, acronyme de l'anglais Geostationary Earth Orbit. S'il voit le jour, il deviendrait le premier système de transmission de clés quantiques installé à bord d'un engin positionné à pas moins de 36 000 kilomètres de la Terre, couvrant ainsi près d'un tiers de la planète. L'initiative présente un degré de complexité très élevé, c'est pourquoi elle est financée à hauteur de 103,5 millions d'euros.
En quoi consiste le QKD ? Il s'agit d'une technologie disruptive qui « ouvre une nouvelle ère pour les communications sécurisées », résume Ismael López, directeur général de Thales Alenia Space España. Il s'agit de « distribuer des clés cryptées à deux interlocuteurs qui souhaitent communiquer en toute confidentialité, de manière à ce que seuls eux deux aient la capacité de déchiffrer et de lire les messages qu'ils échangent, et personne d'autre ! ».
Pour Ángel Álvaro, chef de l'équipe qui développe le GEO QKD, « il est essentiel de se préparer suffisamment à l'avance ». Il affirme que le jour où les puissants ordinateurs quantiques seront opérationnels, « les premiers à les utiliser à des fins inavouables seront en mesure de pénétrer, de briser et de plonger dans n'importe quelle méthode de cryptage actuelle, aussi sophistiquée soit-elle ». « À partir de ce moment-là, poursuit Ángel Álvaro, toutes les données et tous les rapports classés secrets seront compromis ».
Le grand avantage offert par le QKD, qu'il soit LEO ou GEO, est que, selon les principes physiques et mathématiques de la mécanique quantique, « les clés créées avec des algorithmes quantiques ne peuvent être lues qu'une seule fois ». Par conséquent, si quelqu'un tente de copier, d'espionner ou de s'approprier la clé, « une telle action modifie et paralyse automatiquement et immédiatement la séquence de transmission des clés ». Il en résulte que « toute tentative d'intrusion est instantanément détectée, sans permettre aucun accès à l'information, même partiel », explique Ángel Álvaro.
Les deux QKD visent à protéger les infrastructures critiques contre le cyberespionnage visant à paralyser le fonctionnement des grandes centrales électriques, des systèmes de gestion de l'eau, des hôpitaux et, bien sûr, des transactions et des secrets jalousement gardés par les États, les forces armées, les banques et les institutions financières, par exemple.
Des millions de photons au service de la sécurité nationale
L'objectif est de mettre en place des transmissions quasiment impossibles à déchiffrer par des tiers et résistantes aux attaques de puissants ordinateurs quantiques par des pirates informatiques, des organisations criminelles ou des pays tiers qui cherchent à s'approprier des données ou des informations critiques liées à la sécurité nationale.
Le développement complet des ordinateurs quantiques est imminent, et leurs premiers utilisateurs seront en mesure de déchiffrer les systèmes de cryptage actuels, y compris le RSA, la forme de cryptographie asymétrique la plus utilisée au monde. Le système de clés RSA est l'acronyme des noms de famille de ses créateurs, le professeur américain Ron Rivest, l'Israélien Adi Shamir et l'Américain Leonard Adleman, qui l'ont développé au Massachusetts Institute of Technology en 1977 et dont les algorithmes permettent, dans la pratique, une confidentialité totale... jusqu'à présent.
La technologie GEO QKD de Thales Alenia Space España, avant d'être testée dans l'espace, va être soumise à une évaluation au sol. Elle aura lieu au cours du premier semestre 2026, entre les îles de La Palma et de Tenerife, distantes d'environ 150 kilomètres. Après les ajustements nécessaires, son composant de vol sera embarqué à bord d'un satellite de communication Hispasat, qui tirera des photons sur une station réceptrice terrestre afin de générer des clés de chiffrement aléatoires, qui seront immédiatement transmises aux parties intéressées. Il faut rappeler que, par essence, les photons sont des particules subatomiques porteuses de toutes les formes de rayonnement électromagnétique.
En tant que responsable du projet chez Thales Alenia Space España, Ángel Álvaro explique que le composant spatial de GEO QKD est équipé d'un « laser pulsé, ultra-rapide et très faible », dont la fonction est de tirer 500 millions de photons par seconde, soit « 500 mégapulses très courts et de faible intensité ». Mais il souligne que « sur tous les photons, environ 10 000 atteindront la Terre ». Et qu'advient-il des autres ? « Ils sont absorbés par l'atmosphère, c'est pourquoi nous avons créé un algorithme comptable pour identifier quels photons atteignent leur destination et lesquels ne l'atteignent pas ».
Le projet mené par Thales Alenia Space España est sans aucun doute le plus complexe à développer et le plus difficile à mener à bien. Afin de connaître l'état d'avancement du projet, la secrétaire générale à l'Innovation, Teresa Riesgo, s'est rendue il y a quelques jours au siège de l'entreprise à Tres Cantos, près de Madrid, en compagnie du secrétaire général aux Télécommunications, Matías González Martín, et du directeur général du CDTI, José Moisés Martín.
La mise au point du démonstrateur GEO QKD est le fruit des technologies du groupe d'entreprises et d'institutions dirigé par Thales Alenia Space España, société détenue à 67 % par Thales France et à 33 % par la société italienne Leonardo. Il est composé d'Arquimea, GMV, Hispasat, IDOM, Indra, l'Institut astrophysique des Canaries, Qdynamics, Quside, Tecnobit, Thales Ciberseguridad, les universités de Vigo et Polytechnique de Madrid et le Centre cryptologique national.
Le LEO QKD, dirigé par Sener Aeroespacial, compte parmi ses participants Deimos, Hisdesat, Hispasat, Indra, Luxquanta, Quside, l'Institut astrophysique des Canaries, l'Institut des sciences photoniques et l'Institut d'études spatiales de Catalogne.
