Neue Grenze: Datenverschlüsselung und DNA

(Di Alessandro Rugolo)
20 / 03 / 17

Wissenschaftler von Sandia National Laboratories suchen nach Partnern, die Textverschlüsselungstechnologien mithilfe von synthetischer DNA-Technologie anwenden.

Verschlüsselung ist viel haltbarer als herkömmliche Technologien und praktisch unmöglich zu brechen, sagen die Forscher.

Im September des 2016 schloss das Sandia-Laborteam ein dreijähriges Forschungsprojekt mit dem Titel "Syntetic DNA für hochsichere Informationsspeicherung und -übertragung" ab.

Das Projekt ermöglichte die Entwicklung einer neuen Methode zur Verschlüsselung und Speicherung von Informationen mithilfe von DNA.

Derzeit bereitet sich das Team darauf vor, das Patent zu beantragen und die Technologien der nächsten Stufe vorzubereiten.

"Wir diskutieren mit verschiedenen Gesprächspartnern mit dem Ziel, Kreditgeber für die Fortsetzung unserer Arbeit zu finden", Sagte George Bachand, ein Bioingenieur aus dem Sandia Center für integrierte Nanotechnologie und Hauptprojektforscher. Er fügte hinzu, es sei zu früh, um Einzelheiten zu den laufenden Verhandlungen mitzuteilen, aber sowohl die Regierung als auch das US-Verteidigungsministerium hätten sich mit ihm in Verbindung gesetzt.

Unter den möglichen Anwendungen, wie zum Beispiel der Aufbewahrung historischer Dokumente, plant Bachand, Technologie zu verwenden, um die Geschichte der Materialien zu speichern: Ort, Datum und Uhrzeit der Erstellung der Chargennummer.

"Stellen Sie sich jetzt vor, Sie könnten all diese Informationen in ein Stück synthetischer DNA einfügen und an das Material anheften. Dies könnte ein einfacher Weg sein, um zu bestätigen, dass dieses Material nicht gefälscht wurde und dass es die Spezifikationen des Lieferanten erfüllt".

Diese Aussagen in einem Artikel von George I. Seffers erschienen in der Februar - Ausgabe von 2017 von Signal, Orgel der AFCEA (Armed Forces Communications & Electronics Association).

Die neue Technologie eröffnet völlig unerforschte Szenarien. Wenn Sie sich die Zeit nehmen, mehr über die Möglichkeiten der neuen Technologie auf der Sandia Laboratories-Website zu erfahren (http://www.sandia.gov/) können interessante Informationen gefunden werden.

Berücksichtigen Sie die Datenmenge, die bei grundlegenden physikalischen Experimenten erzeugt wurde, zum Beispiel am CERN. Dies sind zweifellos hohe Zahlen, für deren Bewahrung, Verwaltung und Analyse enorme Speichermengen und folglich enorme Energiemengen eingesetzt werden müssen.

Bisher wurden zwei Technologien für die Vorratsdatenspeicherung verwendet: Analog und Digital. Bei beiden ist es erforderlich, dass die Daten alle zehn bis zwanzig Jahre neu geschrieben werden, da die verwendeten Medien nachlassen. Bei den analogen Technologien können wir auch bedrucktes Papier in Betracht ziehen, das länger halten kann und viel mehr Speicherplatz benötigt.

Betrachten Sie nun die DNA.

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

Die DNA enthält in kleinen Räumen große Mengen an Informationen und benötigt zu ihrer Erhaltung keine großen Mengen an Energie, sicherlich nicht vergleichbar mit der Energie, die Giganten wie Google zur Versorgung ihres Rechenzentrums und zur Speicherung von Informationen verwenden.

Marlene und George Bachand, die Wissenschaftler, die das Projekt geleitet haben, glauben, dass die synthetische DNA-Technik, sobald die Basistechnologie entwickelt ist, einen wichtigen Platz bei der sicheren Speicherung von Informationen in unserer Gesellschaft einnehmen kann.

Natürlich ist nicht alles in Reichweite oder einfach.

Nach der Theorie werden nun Mittel für die Umsetzung in die Praxis eingesetzt. In der Tat müssen wir die Techniken entwickeln, um Informationen von einer Form in eine andere zu "transferieren" und dies in Sicherheit zu tun.

Nach den Schätzungen der beiden Wissenschaftler ist es theoretisch möglich, rund ein 2,2 Petabyte an Informationen (erinnern Sie sich daran, dass ein Petabyte eine Million Milliarden Byte wert ist) in einem Gramm DNA zu speichern!

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

Ich denke, es ist sinnlos zu sagen, welche wirtschaftlichen, aber vor allem strategischen Vorteile einer Nation die Nutzung dieser Technologie bieten können.

Die Verschlüsselung von Daten mit synthetischer DNA und die Möglichkeit, sie zu speichern, zu übertragen und mit geringem Energieverbrauch zu dekodieren und andere Vektoren als die klassischen zu verwenden, kann jedem, der sie besitzt, einen zusätzlichen Vorteil verschaffen.

Das Sandia National Laboratory ist ein Multi-Programm-Forschungslabor, das von der Sandia Corporation betrieben wird, einer hundertprozentigen Tochtergesellschaft der Lockheed Martin Corporation, die für die US-amerikanische Nuclear Security Administration des US-Energieministeriums tätig ist.

Hier ist ein Bereich, in den ich glaube, dass es sich auch in Italien zu investieren lohnt. Wissenschaftler an Universitäten sind da und sie sind eine Ressource für das Land. Wir hoffen, dass dieser Artikel (und diejenigen, die zum selben Thema folgen werden) sie in ein Feld von multidisziplinäre Forschung, die sich in naher Zukunft für die Nation als sehr nützlich erweisen könnte.

(Foto: Sandia Corporation)