Forskere koder Wizard of Oz i en forsvindende lille plastik

Forestil dig at være i stand til at skjule et ekstremt komplekst krypteringskodeord eller detaljerede økonomiske oplysninger for en organisation inde i blækkets kemiske struktur. Det lyder måske som noget fra en spionfilm, men videnskabsmænd ved University of Texas i Austin og University of Massachusetts Lowell beviste for nylig, at det var muligt.

I et papir ude i dag i tidsskriftet ACS Central Science , skitserede forskere, hvordan de var i stand til at tage en 256-bit krypteringsnøgle og kode den til et plastiklignende materiale, de syntetiserede i laboratoriet, hvilket resulterede i et nyt lagermedium til kryptering af et stort datasæt.

"Når det kommer til informationslagring, leder vi efter måder at gemme data på den mindste mængde plads og i et format, der er holdbart og læsbart," sagde Eric Anslyn, en kemiprofessor i UT Austin og tilsvarende forfatter på papiret.

For at bevise deres teknik til lagring af data, krypterede Anslyn, i samarbejde med UMass Lowells James Reuther og andre forskere, en kopi af The Wonderful Wizard of Oz af L. Frank Baum. 256-bit krypteringsnøglen er praktisk talt umulig at bryde af selv de hurtigste computere. Det blev opbevaret i et materiale, kaldet en sekvensdefineret polymer, bestående af en lang kæde af monomerer. Hver monomer svarer til et af 16 symboler, og ved hjælp af deres nyudviklede teknik var forskerne i stand til at kode de 256 bit information, der skulle læses i den korrekte rækkefølge.

En robotmaskine i Anslyns laboratorium skabte polymermaterialet ved hjælp af kommercielt tilgængelige aminosyrer. Den færdige polymer blev blandet i blækket i et personligt brev i Texas, sendt til en tredjepart i Massachusetts og derefter ekstraheret og analyseret ved hjælp af et væskekromatografi-massespektrometer. Analysen afslørede krypteringsnøglen, som dekrypterede bogen – alt sammen i første forsøg.

Der findes mange potentielle applikationer til lagring af data i et plastiklignende materiale. Som en æra med kvanteberegningstilgange, skaber kvantecomputeres evne til potentielt at bryde standard 8-bit adgangskoder på få sekunder behovet for nye, mere komplekse krypteringsmetoder. Den nye innovation giver mulighed for at have en nøgle skjult i den molekylære struktur af en seddel, en nøglering eller en halskæde.

I mellemtiden, med enorme mængder af digitale data, der driver behovet for datacentre, der belaster miljøet og bidrager til klimaændringer, betragtes nye alternativer til datalagring som kritiske.

"Dette er første gang, der er blevet lagret så megen information i en polymer af denne type," sagde Anslyn, der indikerer, at det signalerede "et revolutionerende videnskabeligt fremskridt inden for molekylær datalagring og kryptografi."

Et andet UT Austin-laboratorium brugte DNA til at kode Baums bog i syntetisk DNA ved hjælp af de fire kemiske baser:adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og thymin (T), i et fire-symbol kodet system. Den nye teknik har 16 symboler, hvilket gør tætheden af ​​informationslagring langt højere.

"Tænk over det. Al den information, der kræves for at skabe et menneske, er gemt i en af ​​dine celler," sagde Anslyn. "Og det er gjort med fire symboler. Dette har 16 at arbejde med."

Samuel Dahlhauser, Christopher Wight, Sarah Moor, Phuoc Ngo, Jordan York, Marissa Vera, Kristin Blake og Ian Riddington fra UT Austin og Randall Scanga fra University of Massachusetts Lowell bidrog alle til forskningen. + Udforsk yderligere

Forskere bygger en holdbar molekylær krypteringsnøgle ud fra sekvensdefinerede polymerer