Google a annoncé un nouveau programme dans Chrome visant à développer des certificats HTTPS capables de résister aux menaces que pourraient représenter les ordinateurs quantiques, sans imposer aux communications TLS les contraintes de bande passante et de performances associées aux certificats traditionnels utilisant des algorithmes post-quantiques. L’entreprise, en collaboration avec d’autres partenaires, développe cette approche au moyen de certificats d’arbres de Merkle, connus sous l’abréviation MTCs, parallèlement aux travaux du groupe PLANTS de l’IETF.
Cette initiative intervient alors que l’écosystème TLS fait face à un défi pratique : les algorithmes de chiffrement résistants à l’informatique quantique produisent des données plus volumineuses, ce qui peut accroître la taille des chaînes de certificats X.509 nécessaires lors de l’établissement des communications, notamment lorsque les exigences de transparence des certificats (CT) sont appliquées.
Comment fonctionnent les certificats d’arbres de Merkle ?
Au lieu de s’appuyer sur une grande chaîne séquentielle de signatures dans l’architecture traditionnelle de l’infrastructure à clés publiques, les MTCs utilisent des preuves compressées d’arbre de Merkle. Dans ce modèle, une autorité de certification (CA) signe la racine d’un seul arbre représentant potentiellement des millions de certificats, tandis que le navigateur ne transmet qu’une preuve légère attestant l’inclusion du certificat du site dans cet arbre.
Selon Google, cette conception pourrait permettre l’utilisation d’algorithmes post-quantiques robustes sans la lourde pénalité de bande passante que pourraient entraîner les chaînes de certificats X.509 traditionnelles. La conception dissocie également la robustesse de l’algorithme cryptographique de la taille des données transmises à l’utilisateur, afin de réduire au minimum les données d’authentification dans le processus TLS.
Dans ce modèle, la transparence occupe une place essentielle dans le processus d’émission : aucun certificat ne peut être émis sans être inclus dans un arbre public. Les propriétés de sécurité associées à l’écosystème actuel de transparence des certificats deviennent ainsi une partie intégrante de la conception, sans ajouter la même charge au processus TLS.
Le plan de déploiement progressif de Chrome
Chrome teste déjà les MTCs avec du trafic Internet réel, et Google indique que le déploiement se déroulera en trois étapes :
- Première étape, en cours : Google mène, en collaboration avec Cloudflare, une étude de faisabilité afin de mesurer les performances et la sécurité des communications TLS reposant sur les MTCs. Pendant le test, toutes les communications MTC sont prises en charge par un certificat X.509 traditionnel et approuvé, afin de fournir une voie de secours permettant de mesurer les performances et de vérifier la fiabilité de l’émission sans mettre en danger la sécurité ou la stabilité de la communication.
- Deuxième étape, premier trimestre 2027 : Google prévoit d’inviter les opérateurs de journaux CT qui disposaient d’au moins un journal utilisable dans Chrome avant le 1er février 2026 à participer au lancement initial des arbres MTC publics.
- Troisième étape, troisième trimestre 2027 : Google définira les exigences permettant d’ajouter d’autres autorités de certification au magasin de racines résistant à l’informatique quantique de Chrome, appelé CQRS, ainsi qu’au programme de racines correspondant prenant uniquement en charge les MTCs. Ce programme fonctionnera parallèlement au programme Chrome Root actuel afin de gérer progressivement la transition.
Une architecture de confiance parallèle et des changements proposés
Google indique que la troisième étape permettra également aux sites de choisir de réduire certaines protections, afin que les sites souhaitant utiliser uniquement des certificats résistants à l’informatique quantique puissent suivre cette option. L’entreprise poursuivra également sa participation à l’IETF et au C2SP afin de veiller à ce que les enseignements tirés des expérimentations soient intégrés aux travaux de normalisation et de soutenir toute modification pertinente des normes par Chrome.
Google propose plusieurs orientations pour l’architecture TLS future, notamment la simplification des éléments nécessaires à l’établissement d’une connexion sécurisée, l’adoption de flux de travail reposant uniquement sur ACME, ainsi que la modernisation du mécanisme de signalement de l’état de révocation des certificats au lieu des anciennes listes CRL, en mettant l’accent sur les cas de compromission des clés. L’entreprise étudie également une vérification reproductible du contrôle des domaines, afin que les preuves de contrôle soient disponibles publiquement et de manière permanente pour une vérification indépendante.
Ces orientations comprennent également la priorité accordée à l’excellence opérationnelle lors de l’acceptation des autorités de certification MTC, ainsi que le développement d’une supervision externe continue et vérifiable, plutôt que de dépendre uniquement de la fonction des audits annuels. Dans le même temps, Google continuera à soutenir ses partenaires actuels du Chrome Root Store et à effectuer une rotation des racines afin de préserver la compatibilité des chaînes non résistantes à l’informatique quantique avec les politiques du programme. L’entreprise prévoit de prendre en charge, plus tard en 2026, les certificats X.509 traditionnels utilisant des algorithmes résistants à l’informatique quantique uniquement au sein d’infrastructures privées et non répertoriées dans le Chrome Root Store.