Quantum Hacking: Ancaman Tersembunyi di Balik Teknologi Kuantum

Teknologi kuantum sebagai tonggak baru dalam dunia komputasi dan keamanan komunikasi. Dengan kemampuan seperti komputasi super cepat dan Quantum Key Distribution (QKD) yang diklaim "tidak bisa diretas", banyak orang beranggapan bahwa sistem kuantum secara alami aman dari ancaman siber.

Namun, seiring berkembangnya teknologi ini, muncul pula kenyataan pahit: tidak ada sistem yang sepenuhnya kebal terhadap peretasan, termasuk sistem berbasis kuantum. Di dunia nyata, kesalahan implementasi, jalur tidak langsung (side-channel), dan faktor lingkungan membuka celah-celah berbahaya yang bisa dieksploitasi.

Artikel ini akan mengupas bagaimana komputer kuantum dan sistem komunikasi kuantum tetap bisa diserang, berbagai jalur serangan yang telah ditemukan, serta strategi untuk mengantisipasi ancaman ini ke depannya.

Meretas Quantum Computer: Tantangan dan Peluang

Quantum Computer bekerja dengan prinsip superposisi dan keterikatan (entanglement) pada qubit yang sangat rapuh. Qubit ini sangat sensitif terhadap gangguan sekecil apa pun, sehingga sistem ini harus dijaga dalam lingkungan yang stabil, bahkan mendekati kondisi vakum.

Namun, meskipun teknologi kuantum terlihat canggih, tetap ada peluang bagi penyerang untuk mengganggu kinerjanya, terutama saat quantum computer mulai digunakan di layanan cloud dan platform multi-pengguna. Berikut beberapa jalur serangan yang bisa mengincar quantum computer:

1. Serangan terhadap Perangkat Keras Kuantum

Perangkat keras kuantum sangat bergantung pada kestabilan lingkungan. Sedikit saja gangguan fisik, seperti perubahan suhu atau interferensi elektromagnetik, bisa membuat qubit kehilangan kestabilan (dekoherensi).

Penyerang bisa, misalnya, menambahkan panas atau menyuntikkan gelombang elektromagnetik untuk mengacaukan operasi qubit. Ini mirip dengan serangan Denial of Service (DoS) dalam dunia siber klasik, di mana sistem dipaksa gagal berfungsi karena beban berlebih.

Selain itu, jika penyerang bisa mengakses sinyal kontrol qubit, mereka bisa mengubah operasi quantum gate atau keadaan qubit itu sendiri. Misalnya:

• Pada qubit superkonduktor yang dikendalikan oleh gelombang mikro, suntikan sinyal palsu bisa mengubah logika operasi.
• Pada sistem trapped-ion, gangguan terhadap laser pengontrol bisa menyebabkan kesalahan komputasi.

Bahkan tanpa akses langsung, penggunaan alat frekuensi resonansi dari jarak jauh pun bisa cukup untuk menyebabkan kerusakan. Ini disebut sebagai serangan fault injection, teknik yang kini mulai dikaji serius dalam riset keamanan kuantum.

2. Mengeksploitasi Kelemahan Error Correction

Saat ini, quantum computer masih berada pada fase NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), di mana Error Correction masih dalam tahap awal.
Namun, sistem koreksi ini hanya dirancang untuk menangani jenis kesalahan tertentu, seperti bit-flip atau phase-flip. Jika penyerang bisa menyisipkan jenis kesalahan yang di luar model yang diantisipasi, atau menciptakan kesalahan yang melebihi ambang batas koreksi, sistem bisa menjadi kacau tanpa disadari.

Lebih buruk lagi, chip interface kuantum-klasik yang mengatur error correction (seperti FPGA atau ASIC) juga berpotensi menjadi titik lemah. Jika firmware-nya diretas, data koreksi yang salah bisa diberikan ke quantum computer, membuat hasil komputasi bias atau rusak.

Satu lagi celah berbahaya adalah kesalahan yang saling berkaitan. Kebanyakan sistem koreksi mengasumsikan bahwa kesalahan terjadi secara acak dan terisolasi. Tapi jika penyerang bisa membuat banyak qubit rusak bersamaan misalnya dengan mengganggu catu daya bersama maka sistem bisa kewalahan.

3. Serangan Side-Channel pada Prosesor Kuantum

Dalam dunia komputasi klasik, serangan side-channel (jalur tidak langsung) sudah lama dikenal misalnya, dengan menganalisis konsumsi daya atau gelombang elektromagnetik untuk mencuri informasi rahasia.

Hal serupa juga berlaku untuk quantum computer. Beberapa bentuk side-channel yang bisa terjadi antara lain:

• Waktu eksekusi operasi kuantum,
• Pola konsumsi daya,
• Emisi elektromagnetik dari sirkuit,
• Crosstalk antar-qubit saat membaca hasil.

Studi Kasus: Side-Channel Berbasis Daya
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa di layanan cloud quantum computer, penyerang bisa menganalisis konsumsi daya atau pola pulsa kontrol untuk menebak rangkaian kuantum yang dijalankan oleh pengguna lain.

Bayangkan, saat gerbang kuantum tertentu digunakan, ia menghasilkan pola konsumsi daya unik layaknya sidik jari algoritma. Dengan cukup banyak data, penyerang bisa merekonstruksi operasi rahasia yang seharusnya tersembunyi.

Ini menjadi lebih berbahaya di lingkungan multi-tenant (banyak pengguna) misalnya di pusat data layanan cloud, di mana pengguna berbagi perangkat keras fisik. Seorang penyerang bisa memata-matai pengguna lain tanpa diketahui.

5. Crosstalk Antar-Qubit

Dalam sistem qubit superkonduktor, banyak qubit berbagi readout circuit. Crosstalk atau gangguan antar-pembacaan ini bisa dimanfaatkan penyerang untuk memprediksi data milik korban.

Penelitian pada tahun 2023 membuktikan bahwa dengan menjalankan program tertentu, penyerang bisa memanfaatkan crosstalk untuk membaca keadaan qubit pengguna lain, bahkan tanpa akses langsung ke qubit korban.

Karena risiko ini, banyak penyedia layanan cloud kuantum saat ini hanya memperbolehkan satu pengguna menggunakan prosesor dalam satu waktu. Namun, dengan meningkatnya permintaan, tren multi-tenant tidak bisa dihindari, yang berarti risiko serangan side-channel bisa melonjak.

6. Ancaman Other Side-Channel

Di masa depan, mungkin akan muncul jenis serangan baru:

• Radiasi elektromagnetik dari jalur kontrol frekuensi tinggi,
• Getaran akustik dalam sistem ion trap.

Meskipun saat ini belum ada laporan serangan akustik pada quantum computer, pengalaman dari dunia klasik menunjukkan bahwa setiap sinyal bisa menjadi vektor serangan.

Risiko Keamanan dalam Cloud Kuantum

Pada dasarnya, dalam layanan cloud kuantum, pengguna mengirimkan program kuantum melalui internet ke komputer kuantum yang berada di lokasi jauh. Di sekeliling komputer kuantum itu, masih ada banyak komponen klasik seperti API, perangkat lunak, server, dan sistem jaringan. Komponen-komponen ini menjadi titik lemah yang bisa diserang.

1. Ancaman terhadap Infrastruktur Klasik
   Walaupun quantum computer dijaga di laboratorium khusus, environment klasik di sekitarnya tetap rentan. Seorang peretas bisa:
   
   • Menyusupi API cloud untuk mengakses data pengguna lain.
   • Menggunakan malware untuk merusak sistem cloud.
   • Mengeksploitasi celah keamanan biasa seperti pada TI tradisional.

   Contohnya, jika seorang penyerang berhasil masuk ke server klasik dalam cloud kuantum, mereka bisa mencuri hasil quantum computing milik pengguna lain, yang mungkin sangat berharga dan rahasia.

2. Pencurian Waktu Quantum Computing
   Quantum computer sangat mahal dan langka. Waktu akses ke komputer kuantum bernilai tinggi. Bayangkan jika ada peretas yang berhasil membobol sistem cloud dan mencuri waktu komputasi tersebut.

   Dampaknya:

   • Penyerang bisa menggunakan komputer kuantum untuk kepentingan pribadi, misalnya untuk membobol enkripsi atau menjalankan algoritma terlarang.
   • Pengguna sah akan terganggu dan mengalami kerugian.

   Ini mirip dengan konsep botnet di dunia komputer biasa, di mana komputer-komputer dibajak untuk mining atau spam, tetapi kali ini yang dibajak adalah quantum computer.

3. Ancaman dari Orang Dalam
   Selain serangan dari luar, ancaman dari dalam organisasi juga berbahaya.

   Contohnya:

   • Teknisi di laboratorium bisa mengubah kalibrasi komputer kuantum agar hasil komputasi salah.
   • Alat penyadap dipasang di jalur kontrol untuk mencuri informasi pengguna.

   Ini bukan sekadar teori. NSA (Badan Keamanan Nasional Amerika Serikat) pernah memperingatkan bahwa teknologi kuantum seperti Quantum Key Distribution (QKD) justru meningkatkan risiko dari ancaman orang dalam.

4. Risiko Supply Chain
   Komponen quantum computer, seperti chip kontrol dan laser, dibuat secara khusus dan jumlah pemasoknya sangat sedikit. Ini menimbulkan kekhawatiran:
   
   • Jika komponen sudah disabotase sejak pabrik, maka komputer kuantum sudah dikompromikan bahkan sebelum digunakan.
   • Backdoor bisa disisipkan di perangkat keras.

   Artinya, keamanan hardware kuantum menjadi tantangan serius, karena sekali kompromi terjadi di level ini, akan sulit untuk dideteksi.

Pentingnya Perlindungan di Cloud Kuantum

Karena risiko-risiko tadi, penyedia cloud kuantum harus menerapkan langkah-langkah keamanan ekstra ketat, seperti:

• Otentikasi yang kuat (multi-factor authentication).
• Enkripsi data end-to-end.
• Pemantauan sistem secara real-time untuk mendeteksi serangan.

Ingat, kelemahan di sistem klasik bisa menghancurkan keamanan sistem kuantum, tidak peduli sekuat apapun perangkat kuantumnya sendiri.

Risiko Peretasan dalam Komunikasi Kuantum (QKD)

Teknologi Quantum Key Distribution (QKD) sering dianggap sebagai sistem keamanan tak bisa diretas, karena dilindungi hukum fisika. Dalam teori, setiap usaha penyadapan akan langsung ketahuan.

Namun, di dunia nyata, sistem QKD tetap punya celah. Bukan hukum fisika yang salah, melainkan implementasi perangkat kerasnya yang tidak sempurna.
Mari kita lihat lebih dekat.

1. Serangan Terhadap Protokol QKD
   Salah satu protokol QKD terkenal adalah BB84. Dalam teori, kalau ada penyadapan, maka akan muncul kesalahan yang bisa dideteksi oleh pengguna.

   Tapi, peretas cerdik bisa:

   • Intercept-resend attack: Menyadap foton dari pengirim (Alice), mengukurnya, lalu mengirimkan foton palsu ke penerima (Bob).
   • Faked-state attack: Mengirim pulsa cahaya yang dimanipulasi sehingga Bob tidak sadar bahwa sinyalnya palsu.
   
   Ada juga serangan terhadap Random Number Generator (RNG). Jika angka acak yang digunakan dalam QKD ternyata tidak benar-benar acak, maka peretas bisa menebak atau mengontrol kunci yang dihasilkan.

   Kasus nyata:

   • Sebuah sistem QKD pernah berhasil diretas hanya karena cacat pada generator angka acaknya.
   • Akibatnya, walaupun protokolnya sempurna, sistem tetap bisa dibobol lewat celah klasik ini.
2. Serangan Side-Channel
   Serangan paling berbahaya sejauh ini adalah side-channel attacks, yaitu menyerang perangkat keras, bukan protokol kuantumnya.

   Contohnya:

   • Blinding attack: Peretas menyinari detektor Bob dengan cahaya kuat sehingga detektor buta terhadap foton tunggal. Kemudian, peretas mengontrol klik detektor, mencuri kunci rahasia.
   • Trojan-horse attack: Peretas mengirimkan cahaya terang ke perangkat Alice atau Bob. Cahaya yang dipantulkan kembali membawa informasi tentang setting perangkat, yang bisa dianalisis untuk mencuri informasi.
   • Time-shift attack: Sedikit menggeser waktu sinyal sehingga satu basis pengukuran menjadi lebih menguntungkan untuk disadap.

   Serangan ini tidak merusak prinsip fisika kuantum, melainkan mengeksploitasi ketidaksempurnaan dalam perangkat keras.

Contoh Nyata Peretasan QKD
Beberapa serangan nyata terhadap sistem QKD yang pernah terjadi:

1. 2008: Serangan pergeseran waktu pada sistem QKD komersial ID Quantique, berhasil mencuri bit kunci tanpa terdeteksi.
2. 2010: Tim Vadim Makarov mendemonstrasikan serangan blinding pada dua sistem QKD komersial besar. Mereka bisa mengontrol detektor jarak jauh tanpa alarm.
3. 2015: Trojan-horse attack terhadap generator angka acak kuantum (QRNG), membuktikan bahwa cahaya pantulan dari ventilasi perangkat bisa digunakan untuk mencuri data.
4. 2020: Serangan lewat port perawatan dan lubang ventilasi berhasil mengumpulkan informasi penting dan mengganggu sistem QRNG

Ancaman Umum pada Jaringan Kuantum

Meski jaringan kuantum membawa kemampuan baru, seperti mengirimkan keadaan kuantum yang saling berbelit antar node (entanglement), banyak kerentanan klasik tetap bertahan. Serangan-serangan seperti denial-of-service (DoS), sabotase dari orang dalam, hingga serangan terhadap sistem kontrol tetap menjadi ancaman besar.

Salah satu aspek penting yang perlu diperhatikan adalah penggunaan pesan kontrol klasik dalam jaringan kuantum. Untuk mengatur pengiriman data dan melakukan pengecekan kesalahan, jaringan ini tetap menggunakan jalur komunikasi biasa yang rentan diretas. Jika pesan kontrol ini berhasil disusupi, maka seluruh keamanan saluran kuantum bisa terganggu.

Selain itu, titik akhir atau endpoint dalam jaringan,  seperti komputer atau server juga rentan diserang. Sehebat apa pun pertahanan saluran kuantum, jika endpoint-nya lemah atau pengguna lalai, sistem tetap bisa dibobol. Ini mengingatkan kita bahwa rantai keamanan hanya sekuat tautan terlemahnya.

Sebagai contoh, bayangkan jaringan kuantum yang digunakan untuk menghubungkan dua fasilitas militer. Alih-alih menyerang saluran kuantum secara langsung, lawan bisa memilih jalur lebih mudah: meretas server otentikasi klasik atau menyuap operator di lapangan. 

Risiko di Fase Awal Teknologi Kuantum

Saat ini, teknologi kuantum masih dalam tahap pengembangan. Banyak perangkat yang digunakan hanyalah prototipe dengan fokus utama pada kinerja,  seperti memperpanjang koherensi qubit atau meningkatkan kecepatan pembuatan key bukan pada keamanan.

Situasi ini mirip dengan masa awal internet, di mana protokol jaringan dirancang dengan asumsi kepercayaan penuh antar pengguna. Akibatnya, risiko serangan meningkat drastis. Misalnya:

1. Laboratorium quantum computer dapat menjadi target ransomware, mengunci sistem kontrol klasik dan menghentikan operasi penting.
2. Komunikasi kuantum yang seharusnya aman bisa diganggu melalui laser jamming, mengacaukan saluran pengiriman sinyal.

Bahkan lembaga besar seperti NSA (Badan Keamanan Nasional Amerika Serikat) telah memperingatkan bahwa Quantum Key Distribution (QKD) sangat rentan terhadap serangan denial-of-service. Sedikit gangguan atau noise tambahan saja dapat memicu sistem QKD untuk memutuskan hubungan, karena sistem akan berhenti beroperasi jika mencurigai ada upaya penyadapan.

Dalam situasi krisis, ini bisa menjadi senjata strategis. Sebuah negara lawan tidak perlu membobol enkripsi kuantum, cukup dengan membutakan komunikasi lawan lewat gangguan besar-besaran, sehingga akses ke jalur komunikasi aman terputus. Maka, ketersediaan (availability) sistem menjadi faktor keamanan yang sama pentingnya dengan integritas dan kerahasiaan data.

Peretasan Kuantum dalam Geopolitik

Teknologi kuantum kini juga menjadi bagian dari perebutan kekuasaan global. Banyak negara, terutama Amerika Serikat dan China, berinvestasi besar dalam pengembangan kuantum baik untuk pertahanan maupun untuk menyerang.
Salah satu isu yang mengemuka adalah praktik "collect now, decrypt later" yaitu mengumpulkan data terenkripsi sekarang untuk nanti didekripsi saat quantum computer cukup kuat. Ini merupakan ancaman terhadap sistem enkripsi klasik.

Namun, lebih dari itu, ada kemungkinan bahwa negara-negara besar juga mengembangkan teknik untuk meretas sistem kuantum itu sendiri.

Beberapa contoh nyata:

1. Russian Quantum Center di Moskow memiliki Quantum Hacking Lab yang dipimpin oleh ilmuwan bernama Makarov. Laboratorium ini berfokus pada menemukan kelemahan dalam implementasi kriptografi kuantum.
2. Program rahasia lain kemungkinan besar dijalankan oleh badan intelijen di seluruh dunia untuk mencari celah tersembunyi (side-channel) pada perangkat kuantum negara lain.

Dalam salah satu investigasi Reuters, China dengan bangga menyebut jaringan komunikasi kuantumnya sebagai "tidak bisa diretas", dengan proyek-proyek seperti panggilan video aman melalui satelit kuantum. Namun rasa percaya diri ini bisa jadi keliru jika negara lain telah mengembangkan teknik peretasan kuantum tingkat lanjut atau menemukan cacat tersembunyi dalam peralatan tersebut.

Ini menciptakan situasi mirip dengan perlombaan senjata siber tradisional, namun kini dalam ranah teknologi kuantum.

Tantangan pada Teknologi Kuantum Masa Depan

Ancaman tidak berhenti pada komunikasi kuantum saja. Di masa depan, semakin banyak perangkat berbasis kuantum yang akan digunakan, mulai dari:

1. Sensor kuantum untuk navigasi, GPS, hingga pengaturan waktu presisi tinggi.
2. Perangkat IoT berbasis kuantum, memperluas jangkauan sistem kuantum hingga ke perangkat sehari-hari.
3. Quantum Random Number Generator (QRNG) yang digunakan dalam sistem keamanan modern.

Semua perangkat ini menghadirkan risiko baru. Misalnya:

1. Sensor kuantum bisa diserang dengan sinyal kuantum palsu jika tidak ada mekanisme autentikasi.
2. Quantum Random Number Generator dapat dimanipulasi dengan gangguan lingkungan, seperti penyuntikan cahaya yang mengacaukan hasil acaknya.
3. Algoritma kuantum yang salah dapat diberikan oleh penyedia jahat, menyebabkan kesalahan besar dalam sistem yang bergantung pada simulasi kuantum.

Ketika kuantum mulai berinteraksi dengan bidang lain seperti kecerdasan buatan (AI) dan big data, serangan bisa menjadi semakin kompleks. Bayangkan jika data pelatihan untuk model Quantum Machine Learning (QML) dimanipulasi sehingga hasil prediksi menjadi salah. Ini akan menjadi bentuk serangan tidak langsung namun sangat berbahaya terhadap utilitas sistem kuantum.

Implikasi Keamanan di Masa Depan dan Strategi Mitigasinya

Perkembangan teknologi kuantum membuka peluang besar, namun di sisi lain juga menimbulkan ancaman baru terhadap keamanan sistem informasi. Perlombaan antara pengembang teknologi kuantum dan para peretas sudah dimulai bahkan sejak tahap awal teknologi ini. Kabar baiknya, kesadaran terhadap ancaman ini semakin tinggi, dan para peneliti di seluruh dunia aktif mengembangkan berbagai strategi untuk melindungi sistem dari serangan berbasis kuantum.

Ke depan, ada beberapa pendekatan penting yang perlu diperhatikan untuk memastikan keamanan di era kuantum. Berikut ini penjelasan lengkapnya:

1. Quantum Key Distribution (QKD) yang Tidak Bergantung pada Perangkat
   Quantum Key Distribution (QKD) adalah metode untuk mengamankan komunikasi menggunakan prinsip-prinsip mekanika kuantum. Namun, sistem QKD tradisional masih memiliki kelemahan, terutama karena bergantung pada asumsi bahwa perangkat yang digunakan (seperti milik Alice dan Bob) bekerja dengan sempurna.

   Untuk mengatasi kelemahan ini, dikembangkan dua pendekatan baru:

   • Device-Independent QKD (DI-QKD)
     DI-QKD menjamin keamanan komunikasi tanpa harus percaya pada perangkat keras yang digunakan. Keamanan didasarkan pada korelasi keterikatan kuantum (quantum entanglement). Artinya, meskipun perangkat keras rusak atau telah dimanipulasi, asalkan hasil eksperimen (seperti pelanggaran ketidaksetaraan Bell) sesuai, maka kunci tetap aman.

     Walaupun saat ini penerapannya masih sulit (tingkat transfer data rendah dan implementasi rumit), DI-QKD dianggap sebagai solusi ideal untuk menutup celah keamanan.

   • Measurement-Device-Independent QKD (MDI-QKD)
     MDI-QKD adalah pendekatan yang lebih praktis untuk saat ini. MDI-QKD menghilangkan kebutuhan mempercayai alat deteksi, yang sering menjadi target serangan. Dalam metode ini, status kuantum dikirim dari Alice dan Bob ke sebuah node pusat. Walaupun detektor di node tersebut diretas, keamanannya tetap terjaga.

     Beberapa perusahaan bahkan sudah membangun sistem MDI-QKD komersial yang secara signifikan mengurangi risiko keamanan hanya dengan sedikit menurunkan kecepatan transfer kunci.
     Ke depan, penggunaan teknologi ini diharapkan semakin luas untuk memperkuat keamanan sistem komunikasi.

2. Peningkatan Keamanan Perangkat Keras
   Salah satu langkah penting untuk menghentikan serangan kuantum adalah memperkuat perangkat keras itu sendiri. Beberapa upaya yang sudah dan akan terus dikembangkan antara lain:
   
   • Single-Photon Detector yang Lebih Aman
     Produsen perangkat QKD kini menambahkan fitur-fitur baru pada detektor, seperti sistem pemantauan arus detektor dan skema deteksi ganda. Jika ada sinyal cahaya yang mencurigakan, alarm akan otomatis berbunyi.
   • Isolator Optik dan Narrowband Filter
     Perangkat ini dipasang untuk mencegah serangan "Trojan-horse" di mana sinyal asing disisipkan untuk mencuri informasi.
   • Sensor Mini dan Self-Checking System
     Di masa depan, perangkat keras kuantum bisa dilengkapi sensor kecil untuk mendeteksi sinyal atau upaya perusakan fisik.
     Selain itu, generator angka acak kuantum akan dilengkapi dengan pemeriksaan otomatis untuk mendeteksi bias pada angka yang dihasilkan.
   • Pengamanan Quantum Computer
     Untuk mencegah serangan dari side-channel attacks, quantum computer akan menggunakan teknik seperti "sandboxing" (memisahkan jalur sirkuit) dan "scrambling" (mengacak waktu dan jalur pengoperasian qubit).
     Selain itu, pelindung elektromagnetik dan isolasi kriogenik yang lebih baik akan mengurangi kebocoran sinyal yang bisa disadap.

   Dengan memperkuat perangkat keras, ancaman terhadap sistem kuantum bisa ditekan secara signifikan.

3. Pengamanan Interface Quantum-Klasik
   Interface antara sistem kuantum dan sistem klasik adalah titik yang sangat rawan terhadap serangan. Karena itu, perlu diterapkan langkah-langkah berikut:
   • Otentikasi dan Enkripsi Sinyal Kontrol
     Semua perintah dan sinyal yang dikirim ke sistem kuantum harus dienkripsi dan diotentikasi agar tidak mudah disusupi perintah palsu.
   • Segmentasi Sistem Kontrol
     Sistem kontrol klasik sebaiknya dipisahkan dari jaringan TI umum, sehingga jika terjadi serangan di satu sistem, serangan tidak langsung menyebar ke seluruh jaringan.
   • Prinsip "Least Privilege"
     Setiap bagian sistem hanya boleh memiliki akses minimum yang diperlukan untuk tugasnya. Ini mencegah penyerang menguasai seluruh sistem hanya dengan menyerang satu komponen.

   Selain itu, untuk memverifikasi hasil perhitungan dari komputer kuantum tanpa mengganggu qubit, digunakan protokol Verifiable Quantum Computation, yaitu metode di mana komputer kuantum harus membuktikan bahwa perhitungan dilakukan dengan benar. Ini mirip dengan penggunaan checksum dalam dunia TI klasik.

4. Post-Quantum Cryptography (PQC) dan Redundansi
   Mengandalkan teknologi kuantum saja tidak cukup. Maka dari itu, organisasi juga disarankan menggunakan Post-Quantum Cryptography (PQC), yaitu algoritma klasik yang tahan terhadap serangan dari komputer kuantum.

   Keunggulan PQC adalah:

   • Tidak memerlukan perangkat keras kuantum baru.
   • Lebih hemat biaya dan lebih mudah diterapkan dalam infrastruktur TI yang ada.
   • Dapat berfungsi sebagai lapisan perlindungan tambahan.

   Strategi terbaik ke depan adalah menggabungkan:

   • QKD untuk distribusi kunci secara aman.
   • PQC untuk mengenkripsi data.
   • Otentikasi klasik terhadap sesi kuantum.

   Dengan pendekatan bertahan berlapis ini, penyerang harus menembus beberapa sistem yang berbeda sekaligus, yang jauh lebih sulit dilakukan.

5. Pendidikan dan Pengembangan Tenaga Ahli
   Seiring berkembangnya teknologi kuantum, dunia juga membutuhkan tenaga ahli baru yang memahami baik keamanan siber maupun mekanika kuantum.

   Beberapa upaya yang perlu dilakukan:

   • Pengembangan Program Akademik Khusus
     Universitas dan lembaga riset perlu membuka program khusus di bidang keamanan kuantum.
   • Workshop dan Pelatihan
     Workshop seperti yang diadakan oleh NSF/DARPA harus diperbanyak untuk melatih para profesional di bidang ini.
   • Mendorong Komunitas "White Hacker"
     Seperti halnya dunia TI klasik, di dunia kuantum juga perlu ada komunitas "white hacker" yang secara aktif menguji dan mencari celah keamanan dalam sistem kuantum.

   Dengan banyaknya pengujian dan kolaborasi lintas bidang, teknologi kuantum akan menjadi lebih aman sebelum digunakan secara luas.

6. Kebijakan dan Upaya Keamanan Nasional
   Pemerintah dunia sudah mulai menganggap teknologi kuantum sebagai bagian dari infrastruktur kritis. Artinya, sistem ini harus dilindungi dengan standar keamanan tertinggi.
   Beberapa langkah penting yang perlu dilakukan:
   
   • Investasi Besar di Laboratorium Nasional
     Pemerintah dapat membangun jalur komunikasi kuantum super aman untuk keperluan strategis.
   • Standarisasi dan Sertifikasi Perangkat Kuantum
     Seperti standar "Common Criteria" untuk perangkat keras tradisional, perangkat kuantum juga perlu memiliki sertifikasi keamanan.
   • Kerja Sama Internasional
     Negara-negara perlu berbagi informasi tentang kerentanan keamanan kuantum, seperti kerja sama dalam dunia keamanan siber saat ini.

Namun, perlu diingat bahwa dalam dunia keamanan, ada kemungkinan negara tertentu menyimpan penemuan penting untuk kepentingannya sendiri, terutama dalam hal spionase atau pertahanan.

Kesimpulan:

Teknologi kuantum menawarkan janji revolusioner dalam dunia komputasi dan keamanan, namun tetap tidak kebal terhadap ancaman siber. Meskipun Quantum Key Distribution (QKD) disebut-sebut mustahil diretas, kenyataan di lapangan menunjukkan bahwa kesalahan implementasi, faktor lingkungan, dan jalur tidak langsung (side-channel) membuka potensi serangan.

Quantum computer, yang bergantung pada kestabilan qubit, sangat rentan terhadap gangguan fisik seperti panas atau interferensi elektromagnetik. Penyerang bisa menggunakan serangan fisik maupun teknik fault injection untuk mengacaukan operasi qubit. Selain itu, kelemahan dalam sistem koreksi kesalahan menjadi celah tambahan, terutama karena komputer kuantum saat ini masih berada pada tahap NISQ yang rawan error.

Firmware chip antarmuka pun berisiko menjadi sasaran serangan. Di sisi lain, serangan side-channel seperti analisis konsumsi daya, emisi elektromagnetik, dan waktu eksekusi operasi kuantum, membuka peluang pencurian informasi tanpa perlu akses langsung ke data utama.

Dengan kata lain, meskipun teknologi kuantum membawa inovasi besar, keamanan sistem kuantum tetap harus dirancang dan diawasi ketat. Penelitian dan pengembangan berkelanjutan menjadi kunci untuk menghadapi berbagai ancaman quantum hacking di masa depan.