論文の概要: Cyberattacks on Quantum Networked Computation and Communications -- Hacking the Superdense Coding Protocol on IBM's Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.07187v1
• Date: Sat, 15 May 2021 09:42:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 01:57:51.807837
• Title: Cyberattacks on Quantum Networked Computation and Communications -- Hacking the Superdense Coding Protocol on IBM's Quantum Computers
• Title（参考訳）: 量子ネットワーク計算と通信におけるサイバー攻撃 -ibmの量子コンピュータ上でのsuperdense符号化プロトコルのハッキング-
• Authors: Carlos Pedro Gon\c{c}alves
• Abstract要約: 自動量子通信プロトコルに対する2種類の攻撃について検討する。 量子の絡み合いと対称性により、第2のタイプの攻撃は量子通信ネットワークを戦略的に破壊する手段として機能することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The development of automated gate specification for quantum communications and quantum networked computation opens up the way for malware designed at corrupting the automation software, changing the automated quantum communications protocols and algorithms. We study two types of attacks on automated quantum communications protocols and simulate these attacks on the superdense coding protocol, using remote access to IBM's Quantum Computers available through IBM Q Experience to simulate these attacks on what would be a low noise quantum communications network. The first type of attack leads to a hacker-controlled bijective transformation of the final measured strings, the second type of attack is a unitary scrambling attack that modifies the automated gate specification to effectively scramble the final measurement, disrupting quantum communications and taking advantage of quantum randomness upon measurement in a way that makes it difficult to distinguish from hardware malfunction or from a sudden rise in environmental noise. We show that, due to quantum entanglement and symmetries, the second type of attack works as a way to strategically disrupt quantum communications networks and quantum networked computation in a way that makes it difficult to ascertain which node was attacked. The main findings are discussed in the wider setting of quantum cybersecurity and quantum networked computation, where ways of hacking including the role of insider threats are discussed.
• Abstract（参考訳）: 量子通信と量子ネットワーク計算のための自動ゲート仕様の開発は、自動化ソフトウェアを破損させ、自動化された量子通信プロトコルとアルゴリズムを変更するために設計されたマルウェアの道を開く。 我々は、IBM Q Experienceを通じて利用可能なIBMの量子コンピュータへのリモートアクセスを用いて、自動量子通信プロトコルに対する2種類の攻撃を調査し、超高密度符号化プロトコルに対するこれらの攻撃をシミュレートする。 第1の攻撃は、ハッカーが制御する最終測定文字列の単射変換につながり、第2の攻撃は、自動ゲート仕様を変更して、最終測定を効果的にスクランブルし、量子通信を妨害し、測定時に量子ランダム性を生かし、ハードウェアの故障や環境騒音の突然の上昇と区別しにくくする、一元的スクランブル攻撃である。 量子エンタングルメントと対称性により、第2のタイプの攻撃は、攻撃されたノードの特定が困難になる方法で、量子通信ネットワークと量子ネットワーク計算を戦略的に破壊する手段として機能することを示す。 主な発見は、量子サイバーセキュリティと量子ネットワーク計算のより広範な設定で議論され、インサイダー脅威の役割を含むハッキング方法が議論されている。

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