İki bağımsız araştırma ekibi, geleneksel bilgisayarlara sızmak için kullanılan bir tür parazit olan bir satır-hammer saldırısına dayanan gürültülü kuantum bilgisayarları hacklemek için yöntemler geliştirmiştir.
IBM’de bir kuantum bilgisayar
Kuantum mekaniği yasaları, kuantum bilgilerini kopyalamayı imkansız hale getirir, ancak bu kuantum bilgisayarların bozulmaz olduğu anlamına gelmez. İki bağımsız araştırmacı ekibi, kuantum bilgisayarlarda hesaplamaları bozma yöntemleri geliştirdi. Her ikisi de, bir satır hammer saldırısı adı verilen geleneksel bilgisayarları kesmek için kullanılan bir yönteme güveniyor.
Geleneksel sıra-hammer saldırıları, geleneksel bilgisayarlarda kısa süreli bilgi depolama için gerekli olan bir RAM türü olan dinamik rastgele erişim belleği (DRAM) hedefler. Hacker’lara erişim ayrıcalıkları vermek gibi içeriklerini değiştirmek için DRAM bölümleri arasındaki istenmeyen elektrik etkileşimlerinden yararlanırlar.
Kuantum bilgisayarlar, ayrıcalıklar gerektirecek anılar veya karmaşık yazılımlara sahip olmadıkları için tam olarak aynı yöntemin uygulanması için yeterince sofistike değildir, ancak Fernando Almaguer-Angeles, Polonya’daki Gdańsk Üniversitesi’ndeki kuantum bitlerinin veya kubitlerinin durumlarını değiştirerek hala değiştirilebilir.
Ekibi, aynı bilgisayardaki ayrı kubit gruplarında uzak kullanıcılara bulut kuantum bilgi işlem hizmetleri sunan birkaç IBM kuantum bilgisayarına uzaktan erişti. Araştırmacılar, erişebildikleri bir grup kubitleri manipüle eden birçok kısa program yürüttüler. Bu, etkilenen kubitler ve başka bir komşu olan arasında bir karışıklık olarak bilinen istenmeyen etkileşimler uyarılmıştır. Araştırmacılar bu bitişik kubit’i incelediler ve sakladığı bilgilerin sıra çekim benzeri saldırıdan sonra değiştiğini buldular.
Gdańsk Üniversitesi’ndeki ekip üyesi Pedro Diegez, on binlerce deney sırasında bu saldırıyı uygulamanın en etkili yolunu belirlediklerini söyledi. Gdańsk Üniversitesi’nde de ekip lideri Marcin Pawłowski, “İyi sonuçlar alacağımızdan emindim, ancak bazı vakalarda karışıklıkların ne kadar güçlü olduğuna şaşırdım” diyor.
Illinois’deki Northwestern Üniversitesi’nde Jakub Szefer liderliğindeki bir grup da Row-Hammer saldırılarından ilham aldı ve Qubithammer adlı kupitleri kontrol eden ve yönlendiren mikrodalga darbelerini değiştiren bir yöntem tasarladı. Araştırmacılar, Qubithammer’ı bir IBM kuantum bilgisayarında test ettiler, bunun da karışmaya neden olduğunu ve daha sonra bazı kubitlerde depolanan bilgileri değiştirdiğini buldular. Bu durumda, hedeflenen kubitlerin sonraki kapı komşuları olması gerekmiyordu-kontrol edilen kubitlerden çok daha uzak olabilirler.
İki farklı kullanıcı aynı kuantum bilgisayardaki farklı kubit kümelerine erişebilirse, bunlardan biri diğer kullanıcının hesaplamalarını bir satır hammer saldırısı ile bozabilir, diyor Gdańsk Üniversitesi de ekip üyesi Akshata Shenoy.
IBM kısa süre önce kullanıcıların mikrodalga darbelerini değiştirmesini imkansız hale getirdi. Ancak, Rigetti Computing ve IQM gibi süper iletken devrelerden kuantum bilgisayar yapan diğer firmalar, mikrodalgalar üzerinde bazı kontroller de dahil olmak üzere kendi süper iletken kuantum bilgisayarlarına benzer bulut erişimi sunar.
IBM’deki Oliver Dial şöyle diyor: “IBM’in kuantum bilgisayarlarını kullanırken, şu anda iki kullanıcının aynı kuantum donanımında devre çalıştırabileceği, bunu ve ilgili teknikleri pratikte kullanmayı imkansız hale getirebileceği bir durum yok.” Bununla birlikte, kuantum bilgisayarlar daha büyük ve ticari olarak uygulanabilir hale geldikçe, bazı şirketler şu anda bulut aracılığıyla erişilebilen birçok klasik bilgisayar için olduğu gibi, kullanıcıların bir cihazda zaman paylaşmalarına izin vermek isteyebilir.
Berkeley, California Üniversitesi’nde Dominik Hangleiter, yeni çalışma, bugün var olan nispeten küçük ve gürültülü kuantum bilgisayarlarla neyin mümkün olduğunu yansıtıyor. Kuantum bilgisayarlar kendi hatalarını yakalamada ve düzeltmede daha iyi hale geldikçe ve geleneksel süper bilgisayarların yanında sadece bir hesaplama katmanı olmak gibi mevcut bilgi işlem ekosistemlerine daha iyi entegre edildikçe, “kuantum hackleme” nin ne anlama geldiğine dair kavramların değişmesi muhtemeldir.
Szefer, kuantum bilgisayarların hala gelişimin erken bir aşamasında olduğunu söylüyor, bu nedenle satır hammer benzeri saldırıların keşifleri, yeni nesil cihazlara karşı önlemlerin inşa edilmesine yol açabilir. Bu, birçoğu hala bu tür tekniklere duyarlı olan geleneksel bilgisayarlarda olmadı, çünkü bilgisayar bellek mimarileri zaten standart hale geldikten sonra hack yöntemleri keşfedildi.
Her iki araştırma ekibi, şimdi kuantum satır-hammer saldırılarının kendi hatalarını tespit etmede ve düzeltmede iyi olan kuantum bilgisayarlara nasıl uyarlanabileceğini incelemek istediklerini söylüyor.
Shenoy, bu çalışma kuantum bilgisayarlarda gelecekteki hackleme güvenlik açıklarını anlamaya yönelik erken bir adımdır. “(Klasik bilgisayarlarda) Belirli türde satır-çekiç saldırılarının üstesinden gelmek için uygulanan hata azaltma teknikleri veya karşı önlemler, kendileri daha yeni türde row-pusmer saldırılarına yol açtılar.”
