Calcul généraliste à base de preuves avec Magnetar
Microsoft Research a présenté Magnetar, un système de preuves à divulgation nulle de connaissance (zero-knowledge) capable de prouver l'exécution de programmes ordinaires écrits en Rust, en Go ou en C. Le principe est le suivant : un programme s'exécute et produit, en plus de son résultat, une courte preuve cryptographique attestant que ce programme, sur ces entrées, a bien donné cette sortie. N'importe qui peut vérifier cette preuve en quelques millisecondes, sans relancer le calcul, sans faire confiance à celui qui l'a exécuté et, grâce à la propriété de divulgation nulle, sans accéder aux données privées utilisées. Selon Microsoft, Magnetar s'exécute en moyenne 10 à 39 fois plus vite que les systèmes comparables les plus rapides jusqu'ici, et sa sécurité repose uniquement sur des fonctions de hachage standard. Il s'inscrit dans plus d'une décennie de recherches menées par Microsoft Research pour rendre ces preuves praticables.
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Résumé et traduction réalisés par Le Fil IA à partir de Microsoft Research. Lire l'article original →
L'enjeu est de changer la façon dont on établit la confiance dans un résultat informatique. Aujourd'hui, on s'en remet à l'opérateur, au fournisseur, à la contrepartie ou à l'agent, avec des contrats, des audits et des journaux comme garde-fous. Avec une preuve attachée au résultat, la correction se vérifie au lieu de se présumer. Un agent d'IA agissant pour le compte d'un utilisateur pourrait joindre la preuve que chacune de ses actions respecte la politique qui lui a été fixée. Une institution financière régulée pourrait démontrer que ses transactions ont été traitées correctement sans les rendre publiques. Ces usages deviennent réalistes dès lors que produire une preuve est aussi courant qu'exécuter le programme lui-même. Le fait que Magnetar accepte du code ordinaire évite aussi aux développeurs de réécrire leurs applications en circuits cryptographiques, un travail qui prend des mois, doit être refait à chaque modification et est une source fréquente de failles de sécurité.
Les preuves à divulgation nulle de connaissance ont été inventées dans les années 1980, et les idées pour prouver l'exécution d'un programme sont presque aussi anciennes. Trois obstacles ont empêché leur adoption large, car aucun système n'a su les résoudre simultanément. Le premier est l'efficacité : produire une preuve a longtemps exigé des millions de fois plus de calcul que l'exécution du programme, et les systèmes les plus rapides ont obtenu leurs performances au prix de compromis ailleurs. Le deuxième est la généralité : prouver l'exécution d'un processeur permet de traiter n'importe quel programme compilé, mais au prix d'une lenteur ou d'une sécurité dégradée. Le troisième est la sécurité à long terme : de nombreux systèmes reposent sur des courbes elliptiques, vulnérables à un ordinateur quantique suffisamment puissant. Microsoft y répond avec son Quantum Safe Program, qui vise la migration de ses produits vers la cryptographie post-quantique, un objectif récemment avancé à 2029. Les systèmes post-quantiques existants s'appuient pour certains sur des hypothèses de réseaux euclidiens, et pour la plupart sur de nouvelles fonctions cryptographiques conçues pour réduire le coût de la preuve, dont la solidité n'a pas encore été éprouvée par des années de cryptanalyse. Magnetar, en se limitant à des fonctions de hachage standard, cherche à répondre aux trois défis à la fois.
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