Projet ANR-06-TCOM-0032 – HQNET : Towards Reliable, Fast and Versatile Quantum Secured Networks
Programme : Programme Télécommunications (TCOM) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE   DELEGATION REGIONALE DU NORD-EST (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE   DELEGATION REGIONALE DU NORD-EST)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Institut Mines-Télécom; TPE; TPE
Montant : 797428.0 euros
Durée : 36 mois
Résumé : Le réseau de télécommunications mondiale fonde aujourd'hui sa confidentialité sur la cryptographie classique, afin de garantir les secrets nécessaires aux gouvernements (défense, sécurité du territoire), aux
sociétés et aux citoyens notamment dans le cadre des transactions par Internet. La sécurité proposée par
le chiffrement symétrique moderne est basée sur la difficulté de rechercher exhaustivement la clef de
déchiffrage, mais reste construite sur des hypothèses mathématiques fragiles. En effet, une percée brutale,
mais possible, en mathématiques ou dans le domaine des calculateurs peut effondrer cette confiance et
rendre les messages actuellement échangés, et ceux qui le sont, déjà lisibles. Quand bien même ces
crypto-systèmes devraient rester sûrs, il est difficile de distribuer confidentiellement des clefs aux
utilisateurs. En conséquence, dans la plupart des systèmes actuels, les clefs utilisées pour une transaction
reposent sur une clef de « grande longévité », rarement changée. Le problème principal est donc la
génération et de la distribution de clefs et sa solution permettrait de fournir une sécurité démontable,
augmentant considérablement la sécurité actuelle. La distribution quantique de clef (QKD) est aujourd'hui la
seule manière connue de distribuer des clefs avec une sécurité inconditionnelle. La sécurité quantique
résulte en premier lieu de l'impossibilité de dupliquer les signaux reçus, principe de non-clonage, ou d'en
distraire une partie significative sans signer son intervention par une modification importante du taux
d'erreur des signaux reçus. La sécurité repose en second lieu sur le caractère destructif ou perturbateur de
toute observation et sur les erreurs résultant d'observations incompatibles d'un même objet quantique. Il
s'agit par exemple de la mesure de la polarisation ou de la phase d'un photon unique sur deux bases
différentes, ou comme la mesure simultanée des deux quadratures d'un même état cohérent contenant
plusieurs dizaines de photons. Un taux d'erreur contrôlé garantit alors, a posteriori, la confidentialité de la
liaison. La sécurité peut également reposer, selon le type de protocole choisi, sur des états non classiques
de la lumière, i.e. le « squeezing », ou des super corrélations quantiques ou corrélation EPR, i.e. des
intrications. Une grande diversité d'implémentation de la « couche quantique » est donc possible. La
distribution quantique de clef (QKD) utilise donc, sous des formes variables, la théorie quantique pour
fournir des moyens de détecter une oreille indiscrète. Une telle écoute clandestine est discernable, par les
parties souhaitant convenir d'une clef, parce que l'oreille indiscrète dérange nécessairement, en le
mesurant, l'état de la lumière transmise. Une fois la clef a été établie, les parties peuvent obtenir le secret
parfait sur des données en employant un bit de clef pour chaque bit de données envoyées. D'autres
méthodes de chiffrage sont possibles également. Bien que les travaux expérimentaux dans le domaine de
la QKD aient effectué des progrès considérables, il subsiste plusieurs problèmes avec des systèmes
actuels. Les plus rapides d'entre eux, fournissant un débit net de clef supérieur à 1Mb/sec ne sont ni fiables
ni souples d'utilisation. Par ailleurs les premiers systèmes de QKD actuellement disponibles dans le
commerce ne sont ni rapides ni souples. En vérité, il n'existe aucun système actuel pouvant vraiment
satisfaire à la demande et aux conditions d'environnements et à la gestion de réseau de
télécommunications actuelles. Notre programme de recherche exploratoire a pour ambition d'apporter une
solution, sinon des éléments de solutions significatifs, à cette problématique en s'attaquant aux principales
limitations actuelles : - Augmenter la fiabilité une l'intégration verticale, de la couche physique à la couche
applicative sur IP. Le système sera assez robuste pour résister à des modifications, changements ou
progrès, de la couche quantique et pourra ains