به گزارش ساینس‌دیلی، پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا با انتشار مقاله‌ای در نشریه IEEE هشدار داده‌اند که رایانه‌های کوانتومی با وجود توانایی‌های خارق‌العاده، به دلیل ضعف‌های امنیتی در لایه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، می‌توانند به هدفی وسوسه‌انگیز برای هکرها تبدیل شوند.
این ماشین‌ها می‌توانند حوزه‌هایی مانند کشف دارو و تحلیل کسب‌وکار را متحول کنند، اما همان قدرت بالا، آن‌ها را در برابر حملات سایبری آسیب‌پذیر می‌سازد. سواروپ گوش و سوریانش اوپادهیای از دانشگاه پنسیلوانیا در این پژوهش به بررسی این آسیب‌پذیری‌ها پرداخته‌اند.
چرا رایانه‌های کوانتومی به دغدغه امنیتی تبدیل شده‌اند؟
در محاسبات سنتی، اطلاعات با بیت‌ها پردازش می‌شوند که هر بیت می‌تواند صفر یا یک باشد. اما رایانه‌های کوانتومی از کیوبیت‌ها استفاده می‌کنند که می‌توانند به دلیل پدیده برهم‌نهی، هم‌زمان حالت‌های مختلفی داشته باشند. این ویژگی به آن‌ها قدرت محاسباتی بی‌نظیری می‌دهد، اما در عین حال، بستر را برای حملات سخت‌افزاری فراهم می‌کند.
به گفته پروفسور گوش، لایه‌های فیزیکی این رایانه‌ها می‌توانند اطلاعات مهم و الگوریتم‌های ارزشمند را در معرض نشت داده قرار دهند. یعنی صرفاً محافظت از نرم‌افزار کافی نیست؛ سخت‌افزار کوانتومی نیز باید در راهبرد امنیتی گنجانده شود.
آسیب‌پذیری‌های سخت‌افزاری؛ فراتر از نرم‌افزار
این مطالعه چندین ضعف جدی در سیستم‌های کوانتومی فعلی شناسایی کرده است:
- نشت اطلاعات از طریق ویژگی‌های جانبی سخت‌افزار
- حساسیت بالای کیوبیت‌ها به اختلالات محیطی و خطای اندازه‌گیری
- امکان دستکاری فیزیکی اجزای کوانتومی برای استخراج داده
- عدم وجود استانداردهای امنیتی یکپارچه برای سخت‌افزار کوانتومی
این آسیب‌پذیری‌ها به این معناست که یک مهاجم می‌تواند به جای حمله به نرم‌افزار، مستقیماً به بخش‌های فیزیکی سیستم حمله کند و اطلاعات محرمانه را بازخوانی کند.
مسیر آینده: ایمن‌سازی رایانه‌های کوانتومی
پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند توسعه‌دهندگان باید از هم‌اکنون ملاحظات امنیتی را در طراحی سخت‌افزار کوانتومی لحاظ کنند. طراحی دفاعی، پایش بلادرنگ سیگنال‌ها و ایجاد لایه‌های محافظتی فیزیکی از جمله اقداماتی است که می‌تواند به آماده‌سازی این ماشین‌ها برای استفاده گسترده کمک کند.
به این ترتیب، هرچند رایانه‌های کوانتومی ابزارهای آینده محسوب می‌شوند، اما بدون توجه به امنیت سخت‌افزاری، ممکن است به میدان جدیدی برای حملات سایبری تبدیل شوند. پژوهش گوش و اوپادهیای هشداری جدی برای جامعه علمی و صنعت فناوری است.
پرسش‌های پرتکرار
چرا رایانه‌های کوانتومی امنیت را به چالش می‌کشند؟
زیرا علاوه بر نرم‌افزار، سخت‌افزار آن‌ها نیز آسیب‌پذیر است و هکرها می‌توانند از طریق ویژگی‌های جانبی به اطلاعات حساس دسترسی پیدا کنند.
آیا رایانه‌های کوانتومی هم‌اکنون قابل استفاده هستند؟
این سیستم‌ها در مراحل اولیه توسعه هستند و پژوهشگران معتقدند برای استفاده گسترده باید زیرساخت‌های امنیتی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری آن‌ها تقویت شود.
