Forskare har utvecklat en ny kryptografisk enkelriktad funktion baserad på DNA-sekvenser, vilket utgör en betydande avvikelse från traditionella metoder för lösenordsverifiering som förlitar sig på oundvikliga matematiska beräkningar. Till skillnad från konventionella system som använder aritmetiska operationer för att behandla data, involverar detta banbrytande tillvägagångssätt att koda data som sekvenser av nukleotider, de kemiska byggstenarna i DNA.
Forskare från ETH Zürich avslöjade denna nya metod, som förväntas vara säker även mot de kraftfulla beräkningsförmågorna hos framtida kvantdatorer. De schweiziska bioteknikinnovatörerna förklarar att det innovativa systemet är baserat på äkta slumpmässighet. Inmatnings- och utgångsvärden är fysiskt kopplade, vilket möjliggör övergång enbart från inmatningsvärdet till utgångsvärdet, utan möjlighet till omvänd ingenjörskonst – ett revolutionerande tillvägagångssätt som eliminerar möjligheten till dekryptering genom algoritmer, inklusive de hos kvantdatorer.
Publicerad i tidskriften Nature Communications är metoden, även om den verkar komplex, förvånansvärt kostnadseffektiv. Att producera en DNA-molekyl med inbyggd slumpmässighet kostar mindre än en schweizisk franc. Dock är det något kostsamt och tidskrävande att läsa utdata med användning av DNA-sekvensering, men många biologiska laboratorier har redan den nödvändiga utrustningen för att övervinna denna hinder.
Inledningsvis förväntas denna avancerade lösenordsverifieringsteknik användas för mycket känsliga material eller för säker åtkomst till begränsade faciliteter. En annan intressant tillämpning finns inom konstautentisering, där konstnärer skulle kunna integrera DNA i sin färg, vilket ger en unik och oefterhärmlig DNA-signatur som verifierar en konstverks äkthet.
Denna teknologi har potentialen att överbrygga klyftan mellan den digitala och fysiska världen genom att revolutionera hur vi säkrar allt från kryptovalutor till fysiska tillgångar, med den tillagda attraktionen av överkomliga kostnader.
Aktuella marknadstrender:
Med ökande oro för cybersäkerhets-hot och framväxten av kvantdatorer upplever marknaden för avancerade säkerhetslösningar betydande tillväxt. Biometriska autentiseringsmetoder har fått fäste, men säkerhetslösningar baserade på DNA-sekvenser representerar en evolution inom området. Denna trend betonar inte bara säkerhet utan också en rörelse mot lösningar som utnyttjar biologiska systemkomplexiteter, vilket gör dem motståndskraftiga mot nya hot.
Prognoser:
Med tanke på den nuvarande trenden av cybersäkerhetshot och teknologiska framsteg förväntas efterfrågan på oknäckbara krypteringsmetoder, som använder DNA-sekvenser, öka. Även om antagandet på kort sikt kan vara begränsat på grund av kostnad och komplexitet föreslår långsiktiga prognoser att efterfrågan på DNA-baserade kryptografiska metoder kommer att eskalera när sekvensering och syntetisk biologi-kostnader fortsätter att minska, och när kvantdatorer blir mer mainstream, särskilt för hög säkerhet och högvärdiga tillämpningar.
Viktiga utmaningar eller kontroverser:
En stor utmaning ligger i att göra tekniken tillgänglig och skalbar. Kostnaderna och expertisen som krävs för DNA-sekvensering och syntes utgör betydande hinder. Det kan också uppstå kontroverser relaterade till integritetsbekymmer, särskilt gällande hur DNA-data lagras och potentiellt används bortom autentiseringssyften. Frågor kan uppstå kring användningen av faktiska mänskliga DNA-sekvenser, vilket eventuellt kan leda till etiska och rättsliga debatter.
De mest pressande frågorna relevanta för ämnet:
1. Hur motståndskraftig är DNA-baserad kryptering mot alla former av hackning, inklusive biohackning?
2. Vilka är konsekvenserna för integritet och dataskydd, särskilt med användningen av faktiska DNA?
3. Hur kan denna teknik göras mer prisvärd och användarvänlig för omfattande användning?
4. Vilka etiska överväganden uppstår vid användningen av biologiskt material för säkerhetssyften?
Fördelar:
– Motståndskraft mot kvantdatorer: Denna metod ger en krypteringsnivå som förblir säker mot kvantdatorernas kapacitet, som traditionella kryptografiska metoder kanske inte skulle stå emot.
– Äkta slumpmässighet: DNA-baserade kryptografiska funktioner gynnas av höga nivåer av äkta slumpmässighet, vilket är svårt att uppnå med traditionella digitala metoder.
– Bredd av tillämpning: Utöver lösenordssäkerhet har tekniken potential att användas inom konstautentisering och för att säkra fysiska tillgångar och kryptovalutor.
Nackdelar:
– Kostnad och utrustning: DNA-sekvensering är dyrt och kräver specialiserad utrustning som inte är universellt tillgänglig.
– Processningstid: Tiden som krävs för att läsa DNA-sekvenser kan vara ett hinder för verifikationsbehov i realtid.
– Komplexitet: Komplexiteten med att hantera och underhålla biologiska inmatningar för säkerhet kan avskräcka från en omfattande acceptans.
Relaterade länkar:
För vidare läsning om DNA-teknik och cybersäkerhet kan du besöka följande webbplatser:
Nature – för vetenskapliga forskningspublikationer.
ETH Zurich – för att utforska institutionens arbete bakom detta genombrott.
International Society for Computational Biology – för insikter om hur datalogins samverkan med säkerhet tas fram.
Med den nya användningen av DNA för kryptografiska ändamål och dess konsekvenser för framtida säkerhetspraxis kan detta genombrott erbjuda ett robust alternativ till traditionella cybersäkerhetsåtgärder, som attraherar högvärdes- och högsäkerhetsscenarier.