Doctorant(E) Réseaux Optiques

Afin de conduire nos travaux de recherche, IMS Networks recrute un(e) doctorant(e) pour une durée de 3 ans sur le thème **« Conception et mise en œuvre de solutions hybrides de création et de distribution de clés pour la sécurisation des communications optiques ».**

La thèse pourra débuter en septembre ou octobre 2025.

**Description du sujet de thèse**:
Dans l’ère actuelle de la communication numérique, la **sécurité des réseaux de transmission optique** présente un **défi du premier plan**. Face à la prolifération croissante de données sensibles circulant à travers ces réseaux, assurer leur confidentialité et leur intégrité est devenu une priorité absolue. Les réseaux de transmission optique, qui reposent sur le multiplexage en longueur d’onde sur une seule unique fibre présentent des avantages significatifs en termes de bande passante et de distance importante de transmission, cependant ces réseaux ne sont pas exempts de défis en matière de sécurité.

Les réseaux de transmission optique sont confrontés à une multitude de menaces variées. Parmi celles-ci, les attaques visant à intercepter ou altérer les données en transit, les tentatives de compromettre la confidentialité des informations échangées, ainsi que les attaques perturbant le fonctionnement normal du réseau, suscitent particulièrement des préoccupations.

L'**avènement de l'informatique quantique** ouvre la voie à un** potentiel d'innovation sans limites**pour les entreprises, les gouvernements, la recherche et l’enseignement et la société dans son ensemble, grâce à sa capacité de calcul et à sa rapidité d'exécution incomparables. Contrairement aux ordinateurs classiques qui manipulent des données de manière binaire, les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, exploitant la superposition d'états 0 et 1 basée sur les principes de la mécanique quantique, ce qui leur permet de traiter simultanément de multiples processus de manière exponentielle plus rapide que les ordinateurs traditionnels.

L'émergence de l'informatique quantique ouvre des horizons prometteurs pour la recherche et les industries en permettant l'exécution de calculs complexes qui sont impossibles à réaliser de nos jours. Cependant, cette avancée technologique représente également une menace potentielle en cas de manipulation par des acteurs malveillants. Ainsi, les fournisseurs d'infrastructures critiques à l'échelle mondiale doivent dès à présent renforcer la sécurité de leurs réseaux. Les ordinateurs quantiques deviennent rapidement une réalité tangible. Avec la digitalisation croissante des services de l’Etat et de l'économie, l'accessibilité future d'ordinateurs quantiques dotés d'un nombre suffisant de qubits, qualifiés de « Cryptographically Relevant Quantum Computers » (CRQC), sera à la portée des chercheurs et des experts. Cela ouvrirait la voie au décryptage des protocoles de sécurité asymétriques, entraînant une rupture majeure dans la cryptographie. L'utilisation de l'algorithme de Dr P. Shor sur un CRQC permettrait de résoudre les problèmes complexes liés au calcul des entropies mathématiques utilisées dans nos systèmes de chiffrement.

Il est essentiel de commencer dès maintenant à renforcer la défense et la sécurité des réseaux de transmission et les infrastructures critiques. Bien que les données actuellement chiffrées ne puissent pas être compromises par les acteurs malveillants, il existe un risque qu’ils adoptent la stratégie connue sous le nom de « **Harvest Now Decrypt Later** » (HNDL). Cette tactique consiste à stocker les données chiffrées en vue de les déchiffrer ultérieurement à l'aide d'un ordinateur quantique.

Il est généralement admis que les clés de session cryptographique ont une durée de vie de quelques minutes pour les transactions électroniques, mais peuvent s'étendre à 5 ou 10 ans pour les informations critiques au sein des organisations (représentant de 0,01 à 2 % des données, celles qui déterminent la survie et la prospérité d'une entreprise).

Prenons l'exemple d'une banque dotée d'un siège social connecté à un centre de données distant ainsi qu'à diverses succursales. Cette banque utilise une combinaison de processus, de technologies et de politiques pour chiffrer et signer des données à l'aide de protocoles PKI (Infrastructure à Clé Publique). Cependant, la présence d'un ordinateur quantique pourrait compromettre facilement la sécurité de ces données en déchiffrant aisément la clé privée PKI.
Une attaque HNDL se déroule sur une période prolongée, offrant ainsi à un attaquant la possibilité d'accéder à l'infrastructure de liaison des centres de données de la banque, notamment via une connexion fibre optique peu coûteuse, telle qu'un coupleur. Par la suite, la duplication du signal optique pourrait être transmise à un site de surveillance via un canal Internet, sans aucune détection d'intrusion pendant plusieurs années. Lorsque l'informatique quantique deviendra plus répandue, l'attaquant pourrait alors décrypter les données de la banque