Redes Quânticas Sob Ataque: Black Hole Repeaters

Redes Quânticas Sob Ataque: Black Hole Repeaters Arthur Smith1, Diego Abreu1, Arthur Pimentel1, Antônio Abelém1 1Universidade Federal do Pará - UFPA Abstract. Quantum networks promise unparalleled security by leveraging entanglement-based protocols and trusted quantum repeaters to enable applications such as quantum key distribution and distributed quantum computing. However, as these networks evolve in complexity, they expose new operational and control vulnerabilities that can be exploited by adversaries. Among these vulnerabilities, subtle attacks on the entanglement swapping process and manipulating performance metrics pose significant challenges to network integrity and efficiency. This study delves into a relatively unexplored class of threats: the Black Hole Repeater attacks. These attacks involve malicious nodes deliberately introducing errors or falsifying metrics that undermine the success rate of quantum operations and lead to resource inefficiencies while remaining undetectable by traditional monitoring techniques such as quantum tomography. Through simulations in diverse network topologies, we demonstrate the potential impact of these attacks on key performance metrics, underscoring the need for adaptive monitoring solutions and resilient architectures to enhance the security of quantum networks. Resumo. As redes quânticas oferecem uma segurança sem precedentes ao utilizarem protocolos baseados em entrelaçamento e repetidores quânticos confiáveis para viabilizar aplicações como distribuição de chaves quânticas e computação quântica distribuída. Contudo, à medida que essas redes evoluem, novas vulnerabilidades operacionais e de controle emergem, podendo ser exploradas por adversários. Entre essas vulnerabilidades, destacam-se ataques sutis ao processo de troca de entrelaçamento e a manipulação de métricas de desempenho, que representam desafios significativos para a integridade e a eficiência das redes. Este estudo explora uma classe relativamente pouco investigada de ameaças: os ataques Black Hole Repeater. Esses ataques envolvem nós maliciosos que deliberadamente introduzem erros ou falsificam métricas, comprometendo a taxa de sucesso das operações quânticas e gerando ineficiências no uso de recursos, ao mesmo tempo que permanecem indetectáveis por técnicas tradicionais de monitoramento, como a tomografia quântica. Por meio de simulações realizadas em diversas topologias de rede, demonstra-se o impacto potencial desses ataques em métricas-chave de desempenho, destacando a necessidade de soluções adaptativas de monitoramento e arquiteturas resilientes para aprimorar a segurança das redes quânticas. 1. Introdução A Comunicação Quântica promete transformar a segurança das redes de comunicações ao introduzir garantias baseadas nos princípios de superposição e entrelaçamento quântico [Azuma et al. 2023]. Protocolos baseados nesses princípios, como a Distribuição Quântica de Chaves (Quantum Key Distribution - QKD) e a distribuição de informação quântica através do protocolo de teletransporte quântico, oferecem segurança fisicamente garantida, tornando-se uma alternativa atraente frente às vulnerabilidades da criptografia clássica, especialmente em face de adversários com acesso a computadores quânticos [Wehner et al. 2018]. No entanto, embora esses sistemas sejam quanticamente seguros, surgem desafios significativos quando analisamos ataques que exploram os elementos operacionais e de controle da rede quântica [Satoh et al. 2021]. A crescente complexidade das redes quânticas, especialmente aquelas baseadas em entrelaçamento, expõe um conjunto de novas vulnerabilidades [Suzuki and Van Meter 2015]. Operações como entanglement swapping (troca de entrelaçamento) dependem coordenação entre os repetidores quânticos para criar pares entrelaçados entre nós distantes [Zangi et al. 2023]. Entretanto, repetidores maliciosos podem comprometer a operação, ao manipular características internas do dispositivo e o controle clássico do mesmo. Esses cenários adversos, embora discutidos de forma preliminar em trabalhos anteriores [Satoh et al. 2018, Suzuki and Van Meter 2015], carecem de análises detalhadas que considerem o impacto em métricas críticas da rede e o contexto operacional, em frente às características dos repetidores e as abordagens atuais de monitoramento das redes quânticas [Guedes de Andrade et al. 2024]. Este artigo discute os ataques conhecidos como Black Hole Repeaters no contexto das redes quânticas. Esses ataques envolvem repetidores quânticos comprometidos que manipulam maliciosamente o processo de entanglement swapping, introduzindo erros ou fornecendo informações falsas sobre métricas de desempenho. Como resultado, esses repetidores criam falhas sistemáticas na criação de enlaces entrelaçados, comprometendo a integridade e a eficiência da rede de forma sutil e difícil de detectar. Para o melhor de nosso conhecimento, este é o primeiro estudo a analisar de forma detalhada os Black Hole Repeaters em redes quânticas. Embora a comunicação quântica garanta proteção dos dados transmitidos em nível físico, demonstra-se que falhas no controle operacional da rede podem ser exploradas para comprometer a funcionalidade e a eficiência do sistema, reduzindo a capacidade de atendimento das requisições da rede. As principais contribuições deste trabalho incluem a modelagem e análise detalhada dos ataques Black Hole Repeaters, a avaliação do impacto desses ataques em métricas críticas de desempenho, considerando diferentes cenários e topologias de rede, e a discussão sobre a dificuldade de detecção desses ataques e suas implicações para o monitoramento e a resiliência das redes quânticas. Este artigo está estruturado da seguinte forma. Na Seção 2, é apresentada a fundamentação teórica sobre redes quânticas e mecanismos de entanglement swapping. A Seção 3 aborda os trabalhos relacionados, destacando os avanços e lacunas existentes. Na Seção 4, são descritos o modelo de ameaça e os cenários de ataque. Os experimentos realizados e os resultados obtidos são apresentados na Seção 5. Por fim, a Seção 6 apresenta as conclusões do trabalho, apontando direções para pesquisas futuras. 2. Fundamentação Teórica Nesta seção, são apresentados os fundamentos teóricos que embasam o trabalho, abordando o funcionamento das redes quânticas, com ênfase no protocolo de entanglement swapping. Em seguida, discute-se o monitoramento das redes quânticas, destacando as principais técnicas atuais utilizadas para verificar as métricas coletadas, bem como suas limitações frente a ataques como o Black Hole Repeater. 2.1. Funcionamento das Redes Quânticas As redes quânticas são formadas por nós quânticos interligados por canais de comunicação, que possibilitam a transmissão de qubits e a criação de entrelaçamento quântico entre diferentes partes da rede [Jiang et al. 2024]. O principal objetivo desses sistemas é viabilizar aplicações como teletransporte de estados quânticos, distribuição de chaves quânticas e computação quântica distribuída [Wehner et al. 2018]. Diferentemente das redes clássicas, as redes quânticas exploram as propriedades fundamentais da mecânica quântica, como a superposição e o entrelaçamento, proporcionando vantagens em segurança e eficiência. Em enlaces quânticos, pares entrelaçados são gerados localmente através de mecanismos de criação de entrelaçamento. No entanto, devido à atenuação em canais físicos, como fibras ópticas, a fidelidade (métrica que reflete a qualidade) do entrelaçamento diminui à medida que a distância aumenta [Azuma et al. 2023]. Isso inviabiliza a comunicação direta entre nós distantes, tornando necessário o uso de repetidores quânticos. Os repetidores possibilitam a conexão de enlaces menores e a extensão do entrelaçamento por meio de operações conhecidas como entanglement swapping [Salimian et al. 2023]. Oentanglement swapping é um processo fundamental que permite o estabelecimento de entrelaçamento entre nós distantes utilizando nós intermediários. Esse procedimento depende de medições de estado de Bell (Bell State Measurements - BSM), realizadas nos repetidores quânticos. Durante o processo, dois pares entrelaçados (EPRs) independentes são combinados em um nó intermediário, realizando uma medição de Bell que transfere o entrelaçamento para os nós finais [Mastriani 2023]. Assim, o entrelaçamento pode ser estendido gradualmente ao longo de múltiplos enlaces. A Figura 1 ilustra o processo sequencial de entanglement swapping. No instante t0, pares entrelaçados são estabelecidos localmente entre os nós adjacentes: Alice e R1, R1eR2,R2eR3, e R3e Bob. No instante t1, ocorre o primeiro entanglement swapping no nó R1, criando um enlace virtual entre Alice e R2. O processo continua no instante t2, onde ocorre um novo entanglement swapping no nó R2, estendendo o enlace virtual até R3. Finalmente, no instante t3, um último entanglement swapping no nó R3conecta Alice e Bob, criando um enlace fim a fim entre os dois nós. Esse procedimento demonstra como o entrelaçamento é estendido progressivamente por meio de nós intermediários. Embora o entanglement swapping permita a extensão do entrelaçamento, ele requer um nível significativo de confiança entre os nós repetidores. Essa confiança é necessária porque as medições BSM realizadas nos nós intermediários dependem de dispositivos precisos e de um controle rigoroso das operações. O sucesso do entanglement swapping é representado pela probabilidade Pswap, que depende da qualidade inicial dos pares entrelaçados e da eficiência dos dispositivos dos nós repetidores. Um repetidor comprometido pode introduzir erros no processo, reduzir a fidelidade dos enlaces ou até mesmo falsificar métricas operacionais, como a probabilidade de sucesso Pswap. Esses erros afetam diretamente o desempenho da rede e a qualidade do entrelaçamento fim a fim, destacando a necessidade de monitoramento robusto e de protocolos de verificação. Para garantir a confiabilidade do processo, os repetidores devem compartilhar informações so- t₀ Swap EPREPR Alice R1 R2 R3 Bob Canal Quântico t₁ EPR intermediário Alice R1 R2 R3 Bob Canal Quântico EPR t₂ Canal Quântico Canal Quântico Canal Quântico EPR Alice R1 R2 R3 Bob EPR intermediário t₃ EPR fim-a fim Alice R1 R2 R3 Bob Canal Quântico Canal Quântico Canal Quântico Canal Quântico EPR EPR EPR Swap Swap Figura 1. Processo sequencial de entanglement swapping. O entrelaçamento é estabelecido entre Alice e Bob por meio de operações realizadas em nós intermediários (repetidores quânticos). bre a qualidade dos enlaces e reportar métricas precisas ao controlador da rede ou aos nós vizinhos em um cenário distribuído. 2.2. Monitoramento da Rede Quântica O monitoramento em redes quânticas é fundamental para garantir o desempenho, a segurança e a confiabilidade das operações. Esse processo envolve a coleta e verificação de métricas essenciais, como a fidelidade dos enlaces, a fidelidade média das rotas utilizadas, a quantidade de pares EPR disponíveis ou consumidos em cada requisição, a capacidade efetiva da rede e os níveis de ruído presentes nos canais quânticos [Chehimi and Saad 2022]. A precisão dessas informações é indispensável para o controle e tomada de decisões nos nós da rede, sendo particularmente crítica em aplicações que demandam alta performance [Gyongyosi and Imre 2020]. Uma das principais técnicas utilizadas no monitoramento é a tomografia de estados quânticos (Quantum State Tomography - QST) [Altepeter et al. 2005]. A QST permite reconstruir a matriz densidade dos estados quânticos distribuídos entre os nós, possibilitando a avaliação da fidelidade, que quantifica o quão próximo o estado real está do estado ideal. A fidelidade é calculada com base na comparação entre o estado puro ideal, e o estado reconstruído a partir das medições tomográficas. Desvios significativos na fidelidade podem indicar a presença de ruídos, perdas ou alterações indesejadas nos estados distribuídos, comprometendo a qualidade dos enlaces e, consequentemente, o desempenho das aplicações que dependem do entrelaçamento. A tomografia de redes quânticas (Quantum Network Tomography - QNT) [Guedes de Andrade et al. 2024] amplia essa abordagem ao nível da rede inteira. A QNT realiza medições exclusivamente nos nós finais, sem a necessidade de acessar diretamente os repetidores intermediários, o que a torna uma ferramenta eficiente para verificar a capacidade real dos enlaces e estimar os níveis de ruído. Comparando as métricas observadas, como a fidelidade média dos pares EPR e a capacidade efetiva dos enlaces, com as informações reportadas pelos nós intermediários, a QNT permite validar a consistência dos dados e identificar discrepâncias que possam comprometer a confiabilidade da rede [De Andrade et al. 2022]. O monitoramento dessas métricas também desempenha um papel crucial na operação regular da rede. Quando um nó participante deseja iniciar uma aplicação, como a distribuição de chaves quânticas, ele precisa coordenar o estabelecimento de uma rota até o nó de destino. Esse processo, que pode ser gerenciado de forma centralizada ou de forma distribuída, depende das informações coletadas durante o monitoramento, como a capacidade dos enlaces e a qualidade dos pares EPR disponíveis. Essas informações embasam a tomada de decisões, como a escolha da melhor rota e de quais operações serão necessárias para o estabelecimento do EPR fim a fim. Assim, a eficiência da rede é diretamente influenciada pela qualidade e confiabilidade das informações coletadas. 3. Trabalhos Relacionados Os avanços recentes em redes quânticas ressaltam seu potencial para comunicações seguras e eficientes, baseadas em protocolos de entrelaçamento e repetidores quânticos confiáveis. No entanto, esses avanços também trazem novos desafios, como vulnerabilidades operacionais e de controle que podem comprometer a segurança e a integridade das redes. A literatura aborda essas questões sob diversas perspectivas, desde trabalhos que focam em vulnerabilidade de protocolos específicos como o QKD [Jain et al. 2016], como uma análise mais geral acerca dos vetores de ataques possíveis nas comunicações quânticas [Satoh et al. 2021]. Nesta seção são destacados os trabalhos que focam em redes de entrelaçamento e as vulnerabilidades em repetidores quânticos. Suzuki e Van Meter [Suzuki and Van Meter 2015] propõem uma taxonomia específica de ataques, destacando como os componentes clássicos de controle operacional dos repetidores podem comprometer o desempenho da rede. Os ataques Black Hole Repeaters são citados como uma potencial vulnerabilidade, porém não é feito nenhuma análise acerca desses ataques. Porém, a pespectiva de explorar o controle clássico dos repetidores é expandida por Satoh et al. [Satoh et al. 2018], que investiga ataques de sequestro de repetidores (hijacking), nos quais repetidores sequestrados modificam os estados quânticos distribuídos, gerando estados mistos em vez de pares de EPR ideais. Isso faz com que o EPR fim a fim seja direcionado para outro nó (que pode ser o atacante ou não) diferente do nó de destino, o qual poderá receber a informação quântica a ser transmitida pelo processo de teletransporte quântico. A detecção desses ataques é feita com processos de QNT periódicos, os quais são capazes de verificar se os pares EPRs foram distribuídos corretamente. No entanto, mesmo quando apenas uma fração dos repetidores está comprometida e ainda não detectados, os ataques podem degradar significativamente o desempenho da rede. Harkness et al. [Harkness et al. 2024] analisam cadeias de repetidores parcialmente comprometidas, concentrando-se em cenários onde adversários controlam um subconjunto contíguo de repetidores. Os autores demonstram como atacantes podem explorar ruídos internos e limitações nos mecanismos de monitoramento para degradar o desempenho da aplicação QKD. Embora a detecção do ataque seja possível usando o próprio protocolo QKD, como os autores demonstram, ela exige o uso de recursos adicionais na rede, o que, pode criar uma vulnerabilidade adicional ao sobrecarregar a infraestrutura e ampliar o impacto adverso. Apesar dessas contribuições, os ataques de Black Hole Repeaters representam uma ameaça relativamente inexplorada. Esse tipo de ataque, que manipula de forma sutil e probabilística o processo de entanglement swapping, é particularmente desafiador devido à dificuldade de detecção por métodos tradicionais, como QST e QNT. Em contraste, este artigo foca em uma análise específica e aprofundada dos ataques Black Hole Repeaters, destacando suas características únicas e a necessidade de mecanismos mais robustos de monitoramento e mitigação. Ao oferecer uma visão detalhada de um problema ainda pouco abordado, este trabalho contribui para a compreensão das vulnerabilidades operacionais das redes quânticas e abre caminho para o desenvolvimento de soluções mais resilientes e seguras. 4. Ataque Black Hole Repeater O ataque Black Hole Repeater constitui uma ameaça crítica em redes quânticas, caracterizado por manipulações maliciosas no processo de entanglement swapping. O ataque impede a criação de pares EPR fim-a-fim, necessários para aplicações da Internet Quântica, ao introduzir erros deliberados durante as operações realizadas pelos repetidores. Esse comportamento compromete a integridade da rede, gerando falhas sistemáticas, desperdício de recursos e degradação do desempenho global. Em redes clássicas, o ataque black hole ocorre quando um nó malicioso intercepta e descarta pacotes de dados, desviando o tráfego para si e interrompendo a transmissão. A Figura 2 ilustra esse cenário, onde o atacante atua como um ponto de absorção, afetando diretamente a disponibilidade da rede e o tempo de resposta de aplicações críticas. Medidas como redundância de rotas e algoritmos de detecção de anomalias são amplamente utilizadas para mitigar tais ataques em redes tradicionais. Falha Request Request Request Request Fake Reply Reply Reply Reply R 2 6 7 3 8 5 D 4 Request Figura 2. Ataque Black Hole em uma Rede Clássica. Em redes quânticas, conforme ilustrado na Figura 3, o ataque Black Hole Repeater ocorre durante o processo de entanglement swapping realizado pelos repetidores quânticos. No exemplo apresentado, o nó A (Alice) inicia o processo de criação de um par EPR fim-a-fim com o nó B (Bob), utilizando os repetidores R1eR2. Durante as operações de swapping, o repetidor R2realiza suas funções corretamente, criando EPR intermediários. O ataque acontece quando o repetidor comprometido (destacado em vermelho) introduz erros de operação, reduzindo a probabilidade de sucesso do entanglement swapping. Dependendo da intensidade do erro adicionado, ocorre a falha da criação do EPR Falha EPR A 4 5 R2 B 3 EPR R1 6 Figura 3. Ataque Black Hole em uma Rede Quântica. intermediário. Essa manipulação maliciosa impede a criação do entrelaçamento fim-afim, invalidando o processo. O impacto do ataque é agravado pelo fato de que os pares EPR já alocados nos enlaces da rota, como os gerados entre AeR1,R1eR2, e R2eB, são consumidos durante as etapas intermediárias de swapping. Assim, quando o ataque é executado, todos esses recursos são desperdiçados, sobrecarregando a gestão de recursos da rede e aumentando os atrasos para novas requisições. A falha introduzida pelo repetidor malicioso causa não apenas a interrupção do processo, mas também um impacto generalizado na eficiência e na disponibilidade de pares entrelaçados na rede. 4.1. Modelo da Ameaça Neste trabalho, consideramos um modelo de ameaça no qual um adversário controla um subconjunto dos repetidores quânticos da rede. Esses repetidores maliciosos podem manipular o processo de entanglement swapping, degradando deliberadamente a probabilidade de sucesso das operações ou reportando informações falsas sobre métricas de desempenho. O objetivo do adversário é prejudicar o funcionamento da rede, impactando sua eficiência, confiabilidade e o consumo de recursos. Em condições normais, o sucesso do entanglement swapping depende diretamente da fidelidade dos pares entrelaçados e da eficiência dos repetidores utilizados. Contudo, em um cenário de ataque, um repetidor comprometido pode introduzir erros de maneira controlada, falhando propositalmente em realizar as operações necessárias para o estabelecimento do Par EPR fim a fim. Ao reduzir a probabilidade de sucesso, o atacante aumenta o número de operações mal-sucedidas, causando desperdício de qubits e de pares EPR, além de atrasar significativamente a conclusão das requisições. Além de introduzir falhas operacionais, o repetidor malicioso pode também reportar informações incorretas sobre o desempenho das operações. Mesmo que uma operação de entanglement swapping tenha sido bem-sucedida, o repetidor pode anunciar falsamente que o processo falhou ou que a fidelidade do EPR criado é inferior à mínima necessária. Esse comportamento induz os sistemas de controle (ou os nós vizinhos em redes distribuídas) ao erro, fazendo com que sejam tomadas decisões equivocadas, como o redirecionamento de recursos para rotas menos eficientes ou a invalidação desnecessária de enlaces quânticos funcionais. A intensidade do ataque pode ser ajustada por meio da adição progressiva de er- ros ao processo de entanglement swapping, reduzindo proporcionalmente o Pswap. Por exemplo, se a probabilidade regular de sucesso em um enlace da rede é 0.6 (indicando que 60% das operações ocorrem com êxito), um ataque pode introduzir um incremento de 10% na taxa de erro a cada unidade de intensidade. Com intensidade 0.2, o Pswap seria reduzido para 40%. Essa abordagem permite ao atacante modular o impacto do ataque, evitando se destacar do comportamento esperado da rede. No entanto, quanto maior a intensidade aplicada, mais efetivo será o ataque, embora também aumente a probabilidade de detecção. 4.2. Modos de Funcionamento do Ataque As ações do adversário podem ser aplicadas de duas formas principais. Em ataques sem alvo específico, o repetidor malicioso introduz falhas em todas as requisições de entanglement swapping que recebe, sem distinção do nó de origem da requisição. Em contrapartida, em ataques com alvo específico, o repetidor identifica requisições associadas a alvos específicos, e aplica suas manipulações apenas nesses casos. Isso permite que o atacante foque em nós específicos da rede. Dessa forma, o atacante maximiza o impacto do ataque, ao mesmo tempo em que mantém um comportamento regular em outras requisições. Outra variação possível desse ataque envolve a manipulação das métricas reportadas pelo repetidor, como a fidelidade média dos enlaces ou a quantidade de pares EPR disponíveis. Ao fornecer informações falsas, o repetidor pode atrair rotas para si, tornando-se nó de preferência para as operações de entanglement swapping. Esse comportamento não apenas amplifica o impacto do ataque, mas também compromete a eficiência geral da rede. Apesar de ser uma ameaça relevante, ataques baseados na manipulação de métricas poderiam ser mais facilmente detectados por técnicas como QST e QNT. Essas técnicas podem verificar se a fidelidade reportada é condizente com o enlace e se a quantidade de pares EPRs é real. Por outro lado, quando o ataque Black Hole Repeater é realizado exclusivamente por meio de alterações nas operações de entanglement swapping, ele se torna indetectável pelas técnicas de tomografia, já que a fidelidade média do canal permanece inalterada e a quantidade de qubits ou pares EPR não é diretamente impactada pela ação do atacante. Mesmo que esses parâmetros sejam verificados, eles apresentarão valores consistentes com o esperado tanto pelo QST quanto pelo QNT, dificultando significativamente a identificação do ataque. 4.3. Ataque, Falha ou Anomalia Os ataques do tipo Black Hole Repeater diferenciam-se de falhas naturais ou anomalias em redes quânticas, apesar de ambos impactarem o processo de entanglement swapping. Enquanto falhas naturais geralmente decorrem de ruídos ou limitações operacionais e podem ser identificadas por técnicas de monitoramento como QST e QNT, ataques são projetados para emular esses ruídos de forma deliberada e sutil, dificultando sua detecção. Por exemplo, repetidores maliciosos podem manipular o entanglement swapping, introduzindo erros que não afetam diretamente métricas como fidelidade ou quantidade de qubits, tornando-se indetectáveis pelos métodos tradicionais. Para diferenciar esses ataques de falhas ou anomalias, é necessário adotar abordagens complementares. Um possível caminho seria uma validação cruzada entre repetidores, detecção de padrões atípicos por meio de Aprendizado de Máquina e auditorias detalhadas dos dispositivos envolvidos. 5. Experimentos e Resultados Esta seção apresenta os experimentos realizados com os ataques Black Hole Repeaters. Os experimentos realizados neste estudo têm como objetivo avaliar os impactos dos ataques Black Hole Repeaters em diferentes cenários e topologias de redes quânticas. A análise inclui a taxa de sucesso das requisições, o consumo de pares entrelaçados e a fidelidade média das rotas utilizadas, considerando tanto ataques sem alvo específico quanto ataques direcionados. Os resultados são apresentados e discutidos nas subseções a seguir. 5.1. Configuração dos Experimentos Para avaliar o impacto dos ataques Black Hole Repeaters, foi modelada uma rede quântica onde foram simuladas requisições para a criação de pares EPR fim a fim. Cada nó da rede foi associado a uma probabilidade de sucesso tanto na criação de pares entrelaçados quanto na realização do entanglement swapping. Os ataques foram representados como alterações dessas probabilidades em nós maliciosos, que induzem falhas deliberadas nos processos de entanglement swapping, afetando diretamente as rotas selecionadas para atender às requisições de criação de EPR fim a fim. Embora existam simuladores para redes quânticas [Abreu et al. 2024], nenhuma solução atual contempla a ação maliciosa dos repetidores como necessária para este experimento. Os experimentos realizados, juntamente com a modelagem detalhada da rede, estão disponíveis no repositório associado ao artigo1. Foram considerados dois cenários distintos. No primeiro, os ataques foram realizados de forma não-direcionada, com repetidores maliciosos introduzindo falhas em todas as requisições de entanglement swapping das quais participavam. No segundo cenário, os ataques foram direcionados a alvos específicos, escolhidos aleatoriamente em cada simulação. A rede quântica foi modelada com a topologia em grade, com 12 nós, todos capazes de realizar entanglement swapping e de enviar ou receber requisições de criação de pares EPR fim a fim. Para cada requisição, a rota foi definida utilizando o protocolo qDijkstra [Van Meter et al. 2013], que seleciona as rotas pelo menor caminho. Além disso, foram modeladas outras topologias, contendo até 100 nós, utilizando as topologias de grafos aleatórios Barabási-Albert e Erdõs-Rényi. Essa abordagem visou avaliar tanto a escalabilidade do ataque em redes de topologias complexas quanto o impacto nas principais métricas de desempenho da rede. As topologias Barabási-Albert e Erdõs-Rényi permitem representar redes com características complementares: a primeira destaca hubs altamente conectados e robustez contra falhas aleatórias, enquanto a segunda modela conexões probabilísticas com menor redundância estrutural e maior uniformidade. A intensidade do ataque, conforme descrito na Seção 4.1, é ajustada por meio da adição progressiva de erros ao processo de entanglement swapping, reduzindo proporcionalmente o Pswap. Nos experimentos, o Pswap inicial da rede foi configurado em 0.8, permitindo que a intensidade do ataque seja ajustada entre 0.1 e 0.7. Essa variação possibilita avaliar diferentes níveis de impacto na rede, desde cenários com interferência sutil até situações com degradação significativa no desempenho. 5.2. Impacto da Intensidade dos Ataques na Rede Os impactos dos ataques Black Hole Repeaters foram avaliados em cenários de ataques com e sem alvo específico. As Figuras 4 e 5 ilustram o impacto desses ataques em mé1https://github.com/quantumgercom/Black-Hole-Quantum-Attack.git