論文の概要: ObfusQate: Unveiling the First Quantum Program Obfuscation Framework

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.23785v1
• Date: Mon, 31 Mar 2025 07:02:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-01 14:32:10.383032
• Title: ObfusQate: Unveiling the First Quantum Program Obfuscation Framework
• Title（参考訳）: ObfusQate:最初の量子プログラム難読化フレームワークを公開
• Authors: Nilhil Bartake, See Toh Zi Jie, Carmen Wong Jiawen, Michael Kasper, Vivek Balachandran,
• Abstract要約: ObfusQateは、古典的および量子的プログラムのセキュリティを強化するために、量子プリミティブを使用して難読化を行う新しいツールである。 我々は、量子回路レベルの難読化とコードレベルの難読化という2つの主要な難読化のカテゴリを設計、実装した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: This paper introduces ObfusQate, a novel tool that conducts obfuscations using quantum primitives to enhance the security of both classical and quantum programs. We have designed and implemented two primary categories of obfuscations: quantum circuit level obfuscation and code level obfuscation, encompassing a total of eight distinct methods. Quantum circuit-level obfuscation leverages on quantum gates and circuits, utilizing strategies such as quantum gate hiding and identity matrices to construct complex, non-intuitive circuits that effectively obscure core functionalities and resist reverse engineering, making the underlying code difficult to interpret. Meanwhile, code-level obfuscation manipulates the logical sequence of program operations through quantum-based opaque predicates, obfuscating execution paths and rendering program behavior more unpredictable and challenging to analyze. Additionally, ObfusQate can be used to obfuscate malicious code segments, making them harder to detect and analyze. These advancements establish a foundational framework for further exploration into the potential and limitations of quantum-based obfuscation techniques, positioning ObfusQate as a valuable tool for future developers to enhance code security in the evolving landscape of software development. To the best of our knowledge, ObfusQate represents the pioneering work in developing an automated framework for implementing obfuscations leveraging quantum primitives. Security evaluations show that obfuscations by ObfusQate maintain code behavior with polynomial overheads in space and time complexities. We have also demonstrated an offensive use case by embedding a keylogger into Shor's algorithm and obfuscating it using ObfusQate. Our results show that current Large language models like GPT 4o, GPT o3 mini and Grok 3 were not able to identify the malicious keylogger after obfuscation.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,古典プログラムと量子プログラムの両方のセキュリティを高めるために,量子プリミティブを用いて難読化を行う新しいツールであるObfusQateを紹介する。 我々は、量子回路レベルの難読化とコードレベルの難読化という、2つの主要な難読化のカテゴリを設計し、実装した。 量子回路レベルの難読化は量子ゲートと回路を活用し、量子ゲートの隠蔽やアイデンティティ行列のような戦略を利用して、コア機能を効果的に隠蔽し、リバースエンジニアリングに抵抗する複雑な非直観的回路を構築する。 一方、コードレベルの難読化は、量子ベースの不透明な述語、難読化実行パス、およびプログラムの振る舞いをより予測不能で分析しにくいレンダリングを通じて、プログラム操作の論理的シーケンスを操作します。 さらに、ObfusQateは悪意のあるコードセグメントを難読化するために使用することができ、検出と解析が困難になる。 これらの進歩は、量子ベースの難読化技術の可能性と限界をさらに探究するための基盤となるフレームワークを確立し、ObfusQateを将来の開発者がソフトウェア開発の進化の風景の中でコードセキュリティを強化するための貴重なツールとして位置づけている。 私たちの知る限りでは、ObfusQateは量子プリミティブを活用する難読化を実装するための自動化フレームワークの開発における先駆的な取り組みである。 セキュリティ評価では、ObfusQateによる難読化は、空間と時間複雑さにおける多項式オーバーヘッドを伴うコード挙動を維持する。 また、Shorのアルゴリズムにキーロガーを埋め込んで、ObfusQateを使って難読化することで、攻撃的なユースケースを実証した。 その結果, GPT 4o, GPT o3 mini, Grok 3などの大規模言語モデルでは, 難読化後に悪質なキーロガーを識別できなかった。

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