論文の概要: Exploration of Quantum Computer Power Side-Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.03315v1
• Date: Thu, 6 Apr 2023 18:15:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-10 13:56:44.879176
• Title: Exploration of Quantum Computer Power Side-Channels
• Title（参考訳）: 量子コンピュータパワーサイドチャネルの探索
• Authors: Chuanqi Xu, Ferhat Erata, Jakub Szefer
• Abstract要約: この研究は、電力ベースのサイドチャネル攻撃が量子コンピュータに対して初めて展開されたことを示している。 この攻撃は、量子コンピュータに送信される制御パルスに関する情報の回収に使用できる。 提案された防御は、ハードウェアの変更なしに、今日すでに展開できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.531546527140474
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) quantum computers are being rapidly improved, with bigger numbers of qubits and improved fidelity. The rapidly increasing qubit counts and improving the fidelity of quantum computers will enable novel algorithms to be executed on the quantum computers, and generate novel results and data whose intellectual property will be a highly-guarded secret. At the same time, quantum computers are likely to remain specialized machines, and many will be controlled and maintained in a remote, cloud-based environment where end users who want to come up with novel algorithms have no control over the physical space. Lack of physical control by users means that physical attacks could be possible, by malicious insiders in the data center, for example. This work shows for the first time that power-based side-channel attacks could be deployed against quantum computers. The attacks could be used to recover information about the control pulses sent to quantum computers. From the control pulses, the gate level description of the circuits, and eventually the secret algorithms can be reverse engineered. This work demonstrates how and what information could be recovered, and then in turn how to defend from power-based side-channels. Real control pulse information from real quantum computers is used to demonstrate potential power-based side-channel attacks. Meanwhile, proposed defenses can be deployed already today, without hardware changes.
• Abstract（参考訳）: ノイズのある中間スケール量子コンピュータ(NISQ)は、より多くの量子ビットと忠実さで急速に改善されている。 急速に増加する量子ビット数と量子コンピュータの忠実性の向上により、量子コンピュータ上で新しいアルゴリズムを実行し、知性が高度に保護された秘密となる新しい結果とデータを生成することができる。 同時に、量子コンピュータは特別なマシンであり続ける可能性が高く、多くはリモートのクラウドベースの環境で制御され維持される。 ユーザーによる物理的制御の欠如は、例えばデータセンター内の悪意あるインサイダーによる物理的攻撃が可能であることを意味する。 この研究は、パワーベースのサイドチャネル攻撃が量子コンピュータに対して展開される可能性が初めて示された。 この攻撃は、量子コンピュータに送信される制御パルスに関する情報の回収に使用できる。 制御パルスから回路のゲートレベル記述を行い、最終的には秘密アルゴリズムをリバースエンジニアリングすることができる。 この研究は、どのようにして情報を回復し、次に電力ベースのサイドチャネルからどのように防御するかを示す。 実量子コンピュータからのリアル制御パルス情報は、潜在的な電力ベースのサイドチャネル攻撃を示すために使用される。 一方、ハードウェアの変更なしに、提案された防御は、現在すでに展開できる。

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