Stelt u zich eens voor dat u in de chemische structuur van inkt een uiterst complex coderingswachtwoord of gedetailleerde financiële informatie voor een organisatie kunt verbergen. Het klinkt misschien als iets uit een spionagefilm, maar wetenschappers van de Universiteit van Texas in Austin en de Universiteit van Massachusetts Lowell hebben onlangs bewezen dat het mogelijk is.

In een paper vandaag in het tijdschrift ACS Central Science , hebben onderzoekers uiteengezet hoe ze een 256-bits coderingssleutel konden nemen en deze codeerden in een plasticachtig materiaal dat ze in het laboratorium hadden gesynthetiseerd, wat resulteerde in een nieuw opslagmedium voor het coderen van een grote dataset.

"Als het gaat om informatieopslag, zijn we op zoek naar manieren om gegevens op te slaan in de kleinste hoeveelheid ruimte en in een formaat dat duurzaam en leesbaar is", zegt Eric Anslyn, een chemieprofessor aan de UT Austin en corresponderend auteur van het artikel.

Om hun techniek voor het opslaan van gegevens te bewijzen, versleutelde Anslyn, in samenwerking met James Reuther van UMass Lowell en andere onderzoekers, een kopie van The Wonderful Wizard of Oz door L. Frank Baum. De 256-bits coderingssleutel is vrijwel onmogelijk te breken door zelfs de snelste computers. Het werd opgeslagen in een materiaal, een sequentie-gedefinieerd polymeer genaamd, bestaande uit een lange keten van monomeren. Elk monomeer komt overeen met een van de 16 symbolen en met behulp van hun nieuw ontwikkelde techniek konden de onderzoekers de 256 stukjes informatie coderen om in de juiste volgorde te worden gelezen.

Een robotmachine in het laboratorium van Anslyn creëerde het polymeermateriaal met behulp van in de handel verkrijgbare aminozuren. Het afgewerkte polymeer werd gemengd in de inkt van een persoonlijke brief in Texas, opgestuurd naar een derde partij in Massachusetts en vervolgens geëxtraheerd en geanalyseerd met behulp van een vloeistofchromatografische massaspectrometer. De analyse onthulde de coderingssleutel, die het boek decodeerde - allemaal bij de eerste poging.

Er zijn veel mogelijke toepassingen voor het opslaan van gegevens in een plasticachtig materiaal. Nu een tijdperk van kwantumcomputing nadert, creëert het vermogen van kwantumcomputers om standaard 8-bits wachtwoorden mogelijk binnen enkele seconden te breken, de behoefte aan nieuwe, complexere coderingsmethoden. De nieuwe innovatie creëert de mogelijkheid om een ​​sleutel verborgen te houden in de moleculaire structuur van een notitie, een sleutelhanger of een ketting.

Ondertussen, met enorme hoeveelheden digitale gegevens die de behoefte aan datacenters die een tol van het milieu eisen en bijdragen aan klimaatverandering, vergroten, worden nieuwe alternatieven voor gegevensopslag als cruciaal beschouwd.

"Dit is de eerste keer dat zoveel informatie is opgeslagen in een polymeer van dit type", zei Anslyn, waarmee hij aangaf dat het een signaal was van "een revolutionaire wetenschappelijke vooruitgang op het gebied van moleculaire gegevensopslag en cryptografie."

Een ander UT-lab in Austin gebruikte DNA om Baum's boek te coderen in synthetisch DNA, met behulp van de vier chemische basen:adenine (A), guanine (G), cytosine (C) en thymine (T), in een systeem met vier symbolen. De nieuwe techniek heeft 16 symbolen, waardoor de dichtheid van informatieopslag veel hoger is.

"Denk er eens over na. Alle informatie die nodig is om een ​​mens te maken, is opgeslagen in een van je cellen," zei Anslyn. "En dat is gedaan met vier symbolen. Dit heeft 16 om mee te werken."

Samuel Dahlhauser, Christopher Wight, Sarah Moor, Phuoc Ngo, Jordan York, Marissa Vera, Kristin Blake en Ian Riddington van UT Austin en Randall Scanga van University of Massachusetts Lowell hebben allemaal bijgedragen aan het onderzoek. + Verder verkennen

Onderzoekers bouwen een duurzame moleculaire coderingssleutel van sequentiegedefinieerde polymeren