論文の概要: Deep-Learning-Based Radio-Frequency Side-Channel Attack on Quantum Key Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.13738v1
• Date: Fri, 20 Oct 2023 18:00:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-25 05:38:09.510185
• Title: Deep-Learning-Based Radio-Frequency Side-Channel Attack on Quantum Key Distribution
• Title（参考訳）: 深層学習に基づく無線周波数サイドチャネル攻撃による量子鍵分布
• Authors: Adomas Baliuka and Markus St\"ocker and Michael Auer and Peter Freiwang and Harald Weinfurter and Lukas Knips
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)プロトコルは、基本的な物理法則に基づいて安全であることが証明されている。 符号化された量子状態が量子チャネルの他の自由度の性質と相関している側チャネルは、盗聴者が無意味に情報を得ることを可能にする。 ここでは、深部畳み込みニューラルネットワークを用いて、記録された古典的高周波電磁放射を解析するためのサイドチャネル攻撃を実演する。
• 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: Quantum key distribution (QKD) protocols are proven secure based on fundamental physical laws, however, the proofs consider a well-defined setting and encoding of the sent quantum signals only. Side channels, where the encoded quantum state is correlated with properties of other degrees of freedom of the quantum channel, allow an eavesdropper to obtain information unnoticeably as demonstrated in a number of hacking attacks on the quantum channel. Yet, also classical radiation emitted by the devices may be correlated, leaking information on the potential key, especially when combined with novel data analysis methods. We here demonstrate a side-channel attack using a deep convolutional neural network to analyze the recorded classical, radio-frequency electromagnetic emissions. Even at a distance of a few centimeters from the electronics of a QKD sender employing frequently used electronic components we are able to recover virtually all information about the secret key. Yet, as shown here, countermeasures can enable a significant reduction of both the emissions and the amount of secret key information leaked to the attacker. Our analysis methods are independent of the actual device and thus provide a starting point for assessing the presence of classical side channels in QKD devices.
• Abstract（参考訳）: qkd (quantum key distribution) プロトコルは基本的な物理法則に基づいてセキュアであることが証明されているが、証明は送信された量子信号の設定と符号化を十分に定義している。 符号化された量子状態が量子チャネルの他の自由度の性質と相関しているサイドチャネルは、盗聴者が量子チャネルに対する多くのハッキング攻撃で示されるように、無意味な情報を得ることができる。 しかし、デバイスから放出される古典的な放射は相関しており、特に新しいデータ分析法と組み合わせると、潜在的な鍵に関する情報が漏れる可能性がある。 ここでは、深部畳み込みニューラルネットワークを用いて、記録された古典的高周波電磁放射を分析するサイドチャネル攻撃を実証する。 頻繁に使用される電子部品を使用するQKD送信機の電子部品から数センチ離れたところでも、秘密鍵に関するほぼすべての情報を復元することができる。 しかし、ここで述べたように、対策により、エミッションと攻撃者に流出した秘密鍵情報の量の両方を大幅に削減できる。 解析手法は実際の装置とは独立であり、QKDデバイスにおける古典的なサイドチャネルの存在を評価する出発点となる。

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