science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een onbreekbare combinatie van onzichtbare inkt en kunstmatige intelligentie

Met gewone inkt, een met het codeboek getrainde computer decodeert "STOP" (boven); wanneer een UV-licht op het papier wordt weergegeven, de onzichtbare inkt is zichtbaar, en het echte bericht wordt onthuld als "BEGIN" (onderaan). Credit: ACS toegepaste materialen en interfaces 2021, DOI:10.1021/acsami.1c01179

Gecodeerde berichten in onzichtbare inkt klinken als iets dat alleen in spionageboeken voorkomt, maar in het echte leven ze kunnen belangrijke beveiligingsdoeleinden hebben. Nog, ze kunnen worden gekraakt als hun codering voorspelbaar is. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS toegepaste materialen en interfaces ingewikkeld gecodeerde gegevens hebben afgedrukt met normale inkt en een onzichtbare inkt op basis van koolstof nanodeeltjes, waarbij zowel UV-licht als een computer nodig is die de code heeft geleerd om de juiste berichten te onthullen.

Zelfs naarmate elektronische gegevens vordert, papier is nog steeds een veelgebruikte manier om gegevens te bewaren. Onzichtbare inkt kan geclassificeerde economische, commerciële of militaire informatie van nieuwsgierige blikken, maar veel populaire inkten bevatten giftige stoffen of kunnen worden gezien met voorspelbare methoden, zoals licht, hitte of chemicaliën. koolstof nanodeeltjes, die een lage toxiciteit hebben, kan in wezen onzichtbaar zijn onder omgevingslicht, maar kan levendige beelden creëren bij blootstelling aan ultraviolet (UV) licht - een moderne kijk op onzichtbare inkt. In aanvulling, vooruitgang in modellen voor kunstmatige intelligentie (AI) - gemaakt door netwerken van verwerkingsalgoritmen die leren omgaan met complexe informatie - kunnen ervoor zorgen dat berichten alleen kunnen worden ontcijferd op goed opgeleide computers. Dus, Weiwei Zhao, Kang Li, Jie Xu en collega's wilden een AI-model trainen om symbolen te identificeren en te decoderen die zijn afgedrukt in een fluorescerende inkt van koolstofnanodeeltjes, onthullende verborgen berichten bij blootstelling aan UV-licht.

De onderzoekers maakten koolstofnanodeeltjes van citroenzuur en cysteïne, die ze verdunnen met water om een ​​onzichtbare inkt te creëren die blauw leek bij blootstelling aan UV-licht. Het team laadde de oplossing in een inktcartridge en drukte een reeks eenvoudige symbolen op papier met een inkjetprinter. Vervolgens, ze leerden een AI-model, samengesteld uit meerdere algoritmen, om symbolen te herkennen die worden verlicht door UV-licht en ze te decoderen met behulp van een speciaal codeboek. Eindelijk, ze testten het vermogen van het AI-model om geprinte berichten te decoderen met een combinatie van zowel gewone rode als UV-fluorescerende inkt. Met 100% nauwkeurigheid, het AI-model leest de reguliere inktsymbolen als "STOP", maar toen een UV-licht op het schrift werd getoond, de onzichtbare inkt illustreerde het gewenste bericht "BEGIN". Omdat deze algoritmen minieme wijzigingen in symbolen kunnen opmerken, deze benadering heeft het potentieel om berichten veilig te versleutelen met honderden verschillende onvoorspelbare symbolen, zeggen de onderzoekers.