Side-channel attack to quantum communicationsby exploiting electromagnetic radiations of the single photon detectors

Bu tezde, kuantum şifreleme sistemlerinin güvenliğinde ezber bozan, eşi görülmemiş bir siber-fiziksel saldırı açıklanmaktadır. Bu saldırı, kuantum iletişim ve anahtar dağıtım sistemlerinin fiziksel katmanındaki bir güvenlik sorununa dayanan kuantum alanındaki ilk optik olmayan patentli engellemedir. Deneysel ve teorik olarak, bir kuantum anahtar iletim sisteminin bit içeriğinin, tekli foton dedektörlerinin yüksek voltaj çığ etkisinden yayılan ultra geniş bant elektromanyetik sinyalleri kullanarak uzaktan yakalanabileceğini gösterdik. Bu kavram, genellikle kuantum anahtar dağıtımında kullanılan tek foton dedektörlerinin fiziksel doğasına dayanan önemli bir gizli sırdı. Tek foton dedektörlerinde kullanılan herhangi bir Geiger modlu çığ fotodiyotunun sistematik olarak optik dalga boylu fotonları radyo dalgaboyu fotonlarına dönüştüren bir aşağı dönüştürücü gibi davrandığı teorik ve deneysel olarak kanıtlanmıştır. Deneylerimiz ayrıca, bir ultra geniş bantlı anten tarafından yakalanan yayılan dalga biçimlerinin, şifreleme sistemindeki hangi fotodiyotun bir fotonu emdiğini bulmak için benzersiz bir parmak izi olarak kullanılabileceğini gösterdi. Bu parmak izleri, eğitim verileri olarak bir derin öğrenme sinir ağına beslendi ve eğitimden sonra, sinir ağı, kuantum iletiminin bit içeriğini yüksek doğrulukla klonlayabildi.