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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.03315v2
• Date: Tue, 9 May 2023 14:50:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-10 20:29:23.212853
• 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: 今日のクラウドベースの量子コンピュータ設定では、ユーザーはコンピュータの物理的制御を欠いている。 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。
• 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: With the rapidly growing interest in quantum computing also grows the importance of securing these quantum computers from various physical attacks. Constantly increasing qubit counts and improvements to the fidelity of the quantum computers hold great promise for the ability of these computers to run novel algorithms with highly sensitive intellectual property. However, in today's cloud-based quantum computer setting, users lack physical control over the computers. Physical attacks, such as those perpetrated by malicious insiders in data centers, could be used to extract sensitive information about the circuits being executed on these computers. Indeed, this work shows for the first time that power-based side-channel attacks could be deployed against quantum computers. Such attacks can be used to recover information about the control pulses sent to these computers. By analyzing these control pulses, attackers can reverse-engineer the equivalent gate-level description of the circuits, and possibly even the secret algorithms being run. This work introduces five new types of attacks, and evaluates them using control pulse information available from cloud-based quantum computers. This work demonstrates how and what circuits could be recovered, and then in turn how to defend from the newly demonstrated side-channel attacks on quantum~computers.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングへの関心が急速に高まり、様々な物理的攻撃からこれらの量子コンピュータを保護することの重要性も増している。 量子コンピュータの完全性の向上と量子ビット数の増加は、これらのコンピュータが高感度な知的特性を持つ新しいアルゴリズムを実行することを大いに約束する。 しかし、今日のクラウドベースの量子コンピュータでは、ユーザはコンピュータを物理的にコントロールできない。 データセンターの悪意あるインサイダーによって実行された物理的攻撃は、これらのコンピュータで実行される回路に関する機密情報を抽出するために用いられる。 実際、この研究が初めて、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ことを示した。 このような攻撃は、これらの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。 これらの制御パルスを分析することで、攻撃者は回路の等価なゲートレベルの記述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5つの新しいタイプの攻撃を導入し、クラウドベースの量子コンピュータから利用可能な制御パルス情報を用いてそれらを評価する。 この研究は、量子コンピュータ上で新たに実証されたサイドチャネル攻撃から防御する方法と回路の復元方法を示している。

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