Neue Grenze: Datenverschlüsselung und DNA

(Di Alessandro Rugolo)
20/03/17

Wissenschaftler der Sandia National Laboratories suchen nach Partnern, die Technologien zur Textverschlüsselung mithilfe synthetischer DNA-Technologie anwenden.

Die Verschlüsselung sei viel langlebiger als herkömmliche Technologien und praktisch unmöglich zu knacken, sagen die Forscher.

Im September 2016 schloss das Sandia-Laborteam ein dreijähriges Forschungsprojekt mit dem Titel „Synthetische DNA für hochsichere Informationsspeicherung und -übertragung“ ab.

Das Projekt hat eine neue Methode zur Verschlüsselung und Speicherung von Informationen mithilfe von DNA entwickelt.

Derzeit bereitet sich das Team darauf vor, Patente anzumelden und Technologien der nächsten Stufe vorzubereiten.

"Wir führen Gespräche mit verschiedenen Gesprächspartnern mit dem Ziel, Kreditgeber für die Fortsetzung unserer Arbeit zu findensagte George Bachand, Bioingenieur am Sandia Center for Embedded Nanotechnology und Hauptforscher des Projekts. Er fügte hinzu, dass es zu früh sei, Einzelheiten zu den laufenden Gesprächen zu nennen, aber sowohl die Regierung als auch das US-Verteidigungsministerium hätten ihn kontaktiert.

Zu den potenziellen Anwendungen, etwa der Konservierung historischer Dokumente, plant Bachand, die Technologie zur Speicherung der Materialgeschichte zu nutzen: Ort, Datum und Uhrzeit der Herstellung sowie die Chargennummer.

"Stellen Sie sich nun vor, Sie könnten all diese Informationen in ein Stück synthetischer DNA stecken und an das Material binden. Dies könnte eine einfache Möglichkeit sein, zu bestätigen, dass dieses Material nicht gefälscht ist und den Spezifikationen des Lieferanten entspricht".

Dies sind die Aussagen in einem Artikel von George I. Seffers, der in der Februarausgabe 2017 von erschien Signal, Organ der Armed Forces Communications & Electronics Association (AFCEA).

Die neue Technologie eröffnet völlig unerforschte Szenarien. Wenn Sie sich etwas Zeit nehmen, um die Möglichkeiten der neuen Technologie auf der Website der Sandia Laboratories zu erkunden (http://www.sandia.gov/Interessante Informationen sind zu finden.

Bedenken Sie die Datenmengen, die bei grundlegenden physikalischen Experimenten, beispielsweise am CERN, anfallen. Es handelt sich um unbestreitbar große Zahlen, für deren Erhaltung, Verwaltung und Analyse ein enormer Speicherbedarf und damit ein enormer Energieaufwand erforderlich ist.

Bisher werden im Wesentlichen zwei Technologien zur Datenspeicherung verwendet: analoge und digitale. Beide erfordern aufgrund der Verschlechterung der verwendeten Medien, dass die Daten etwa alle zehn bis zwanzig Jahre neu geschrieben werden müssen. Unter den analogen Technologien können wir auch bedrucktes Papier in Betracht ziehen, das länger haltbar ist, aber viel mehr Speicherplatz benötigt.

Betrachten wir nun die DNA.

Heute ist es möglich, DNA aus einer organischen Substanz zu extrahieren und diese auch nach Jahrtausenden noch richtig zu interpretieren.

DNA enthält große Mengen an Informationen auf kleinem Raum und erfordert zu ihrer Erhaltung keine großen Energiemengen, die sicherlich nicht mit den Energien vergleichbar sind, die Giganten wie Google zum Betrieb ihrer Rechenzentren und zum Speichern von Informationen verwenden.

Marlene und George Bachand, die Wissenschaftler, die das Projekt leiteten, glauben, dass die synthetische DNA-Technik, sobald die zugrunde liegende Technologie entwickelt ist, eine wichtige Rolle bei der sicheren Speicherung von Informationen in unserer Gesellschaft einnehmen könnte.

Natürlich ist nicht alles erreichbar oder einfach.

Nach der Theorie wird nun nach Mitteln gesucht, um sie in die Praxis umzusetzen. Tatsächlich ist es notwendig, Techniken zu entwickeln, um Informationen sicher von einer Form in eine andere zu „übertragen“.

Nach Schätzungen der beiden Wissenschaftler ist es theoretisch möglich, in einem Gramm DNA etwa 2,2 Petabyte an Informationen (denken Sie daran, dass ein Petabyte eine Million Milliarden Bytes wert ist) zu speichern!

Wissenschaftler der Sandia Laboratories haben bereits grundlegende Techniken zum Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Technologien entwickelt und versuchen nun, diese zu verbessern, um Zeit und Kosten zu reduzieren.

Ich halte es für überflüssig zu sagen, welche wirtschaftlichen, aber vor allem strategischen Vorteile der Einsatz dieser Technologie einer Nation bringen kann.

Die Verschlüsselung von Daten mithilfe synthetischer DNA und die Möglichkeit, sie mit geringem Energieverbrauch zu speichern, zu übertragen und zu entschlüsseln und andere als die klassischen Vektoren zu verwenden, können jedem, der den Schlüssel besitzt, eine zusätzliche Ausrüstung bieten.

Das Sandia National Laboratory ist ein Multiprogramm-Forschungslabor, das von der Sandia Corporation betrieben wird, einer hundertprozentigen Tochtergesellschaft der Lockheed Martin Corporation, die für die National Nuclear Security Administration des US-Energieministeriums tätig ist, und das sagt Bände darüber, wem die Technologie gehört.

Dies ist ein Bereich, in den es sich meiner Meinung nach lohnt, auch hier in Italien zu investieren. Es gibt Forscher an Universitäten und sie sind eine Ressource für das Land. Wir hoffen, dass dieser Artikel (und die folgenden Artikel zum gleichen Thema) Orientierung bieten können sie in ein Feld multidisziplinärer Forschung einzuführen, das sich in naher Zukunft als sehr vorteilhaft für das Land erweisen könnte.

(Foto: Sandia Corporation)