LyndHub
Jadwal Sholat

Memuat jadwal sholat…

← Semua jurnalIndeks pencarian

Editorial ilmu komputer

Open AccessOA2026

Analisis Side Channel Eksperimental terhadap Tahapan Protokol dalam Autentikasi Identitas Kuantum

Klasifikasi machine learning tahapan protokol dari side channel optik pada testbed komunikasi kuantum
Marwan Elawady; Lance Young; Contessa Wilburn; Blaine Keyton; Carrie Houston; Mohamed Shaban; Muhammad Ismail· 2026· DOI 10.48550/arXiv.2607.24639

Masalah inti

Jaringan kuantum menjanjikan komputasi dan penginderaan terdistribusi yang aman, tetapi keamanannya bergantung pada autentikasi identitas kuantum untuk mencegah serangan man-in-the-middle (MitM). Tanpa autentikasi pada lapisan kuantum, repeater berbahaya dapat mempertahankan entanglement alih-alih melakukan swapping, sehingga memungkinkan serangan MitM antara pihak-pihak yang berkomunikasi. Autentikasi memitigasi hal ini dengan menyematkan qubit autentikasi di dalam qubit data pada posisi dan basis yang ditentukan oleh kunci rahasia yang dibagikan secara a priori. Meskipun penelitian sebelumnya menganalisis jaminan keamanan dan deteksi MitM, analisis side channel lapisan fisik masih belum dieksplorasi. Jika penyerang menyimpulkan tahapan protokol, ia dapat menghindari qubit autentikasi dan mengekstraksi qubit data, sehingga autentikasi menjadi tidak efektif. Makalah ini mengatasi kesenjangan tersebut dengan menyelidiki secara eksperimental apakah tahapan protokol dapat disimpulkan dari pengamatan side channel pada testbed komunikasi kuantum.

Inovasi

Hasil eksperimental menunjukkan bahwa inferensi tahapan protokol dapat dilakukan dengan akurasi tinggi. Pada sampling 30%, akurasi klasifikasi mencapai 98% dengan -score 97%. Pada sampling 10%, akurasinya 96% dengan -score 94%. Hasil ini menunjukkan bahwa bahkan dengan sebagian kecil sinyal yang dialihkan, penyerang dapat secara andal menentukan tahapan protokol. Kinerja tinggi pada kedua pengaturan sampling menunjukkan bahwa informasi side channel cukup kaya untuk membedakan tahapan berbeda dari protokol autentikasi identitas kuantum. Temuan ini dirangkum dalam tabel berikut:

| Sampling Rate | Accuracy | -Score |
|---------------|----------|----------|
| 30% | 98% | 97% |
| 10% | 96% | 94% |

Hasil ini menyoroti kerentanan protokol terhadap serangan inferensi side channel.

Jaringan kuantum menjanjikan komputasi dan penginderaan terdistribusi yang aman, tetapi keamanannya bergantung pada autentikasi identitas kuantum untuk mencegah serangan man-in-the-middle (MitM). Tanpa autentikasi pada lapisan kuantum, repeater berbahaya dapat mempertahankan entanglement alih-alih melakukan swapping, sehingga memungkinkan serangan MitM antara pihak-pihak yang berkomunikasi. Autentikasi memitigasi hal ini dengan menyematkan qubit autentikasi di dalam qubit data pada posisi dan basis yang ditentukan oleh kunci rahasia yang dibagikan secara a priori. Meskipun penelitian sebelumnya menganalisis jaminan keamanan dan deteksi MitM, analisis side channel lapisan fisik masih belum dieksplorasi. Jika penyerang menyimpulkan tahapan protokol, ia dapat menghindari qubit autentikasi dan mengekstraksi qubit data, sehingga autentikasi menjadi tidak efektif. Makalah ini mengatasi kesenjangan tersebut dengan menyelidiki secara eksperimental apakah tahapan protokol dapat disimpulkan dari pengamatan side channel pada testbed komunikasi kuantum.
Penulis melakukan studi eksperimental menggunakan testbed komunikasi kuantum. Sebuah beam splitter digunakan untuk menyadap sebagian sinyal optik, sehingga pengamat dapat mengumpulkan data side channel tanpa mengganggu keadaan kuantum. Dua pengaturan sampling dievaluasi: 30% dan 10% sinyal dialihkan. Data side channel yang dikumpulkan mencakup waktu kedatangan foton dan data daya optik yang diperoleh menggunakan detektor foton tunggal dan power meter. Dari dataset ini, fitur yang menangkap dinamika waktu dan variasi intensitas sinyal diekstraksi dan direkayasa. Model machine learning kemudian dilatih untuk mengklasifikasikan tahapan protokol hanya berdasarkan pengamatan side channel. Pengaturan eksperimental dapat direpresentasikan sebagai:

Mengapa penting

Studi ini mengungkap kerentanan yang terlewatkan dalam autentikasi identitas kuantum: kebocoran side channel dapat memungkinkan penyerang menyimpulkan tahapan protokol dan dengan demikian menghindari qubit autentikasi, mengekstraksi qubit data, dan mengalahkan mekanisme autentikasi. Akurasi tinggi yang dicapai dengan model machine learning menegaskan kelayakan praktis serangan semacam itu. Penulis menekankan perlunya desain yang tangguh terhadap serangan inferensi side channel. Potensi tindakan penanggulangan dapat mencakup mengurangi kebocoran side channel, merandomisasi waktu protokol, atau menggunakan teknik kuantum untuk mendeteksi penyadapan. Temuan ini menyerukan penelitian lebih lanjut tentang keamanan lapisan fisik di jaringan kuantum, karena side channel dapat menyediakan vektor untuk melewati autentikasi lapisan kuantum. Implikasi keamanan dapat dimodelkan sebagai:

di mana akurasi inferensi bergantung pada sampling rate dan kualitas fitur. Karya ini menyoroti pentingnya mempertimbangkan side channel dalam desain protokol autentikasi kuantum.

Siapa yang sebaiknya membaca

Praktisi dan peneliti ilmu komputer

Membuka konten member…