211service.com
Den framväxande vetenskapen om DNA-kryptografi
Molekylärbiologer har länge tänkt på DNA som en informationslagringsenhet. Kroppen bearbetar denna information med ett imponerande utbud av datormaskiner som vi sedan 1990-talet har utnyttjat för att utföra några av våra egna beräkningar.
DNA-beräkning är kanske inte snabb men den är enormt parallell. Med rätt typ av inställning har den potential att lösa enorma matematiska problem. Det är knappast förvånande då att DNA-beräkning utgör ett allvarligt hot mot olika kraftfulla krypteringsscheman som Data Encryption Standard (DES).
Men om DNA kan användas för att bryta koder så kan det också utnyttjas för att kryptera data. Olika grupper har föreslagit att man använder sekvensen av nukleotider i DNA (A för 00, C för 01, G för 10, T för 11) för just detta ändamål. En idé är att inte ens bry sig om att kryptera informationen utan helt enkelt gräva ner den i DNA:t så att den är väl gömd, en teknik som kallas DNA-steganografi.
Men det låter för enkelt för Nang King, en oberoende forskare som idag lägger fram ett helt nytt tillvägagångssätt baserat på hur information från DNA bearbetas inuti celler. Bearbetningen sker i två steg som kallas transkription och översättning.
Vid transkription omvandlas ett DNA-segment som utgör en gen till budbärar-RNA (mRNA) som flyter ut ur kärnan och in i cellens kropp. detta händer först efter att de icke-kodande delarna av genen har tagits bort och de återstående sekvenserna skarvat ihop igen.
I översättning läser molekylära datorer som kallas ribosomer informationen som mRNA bär och använder den för att sätta ihop aminosyror till proteinkedjor.
Detta är en enkelriktad process. Information kan överföras från DNA till ett protein men det kan inte omvandlas tillbaka. Det finns olika anledningar. Hur skulle denna process veta var man skulle återinsätta de icke-kodande DNA-regionerna som ursprungligen klipptes ut eller vad dessa icke-kodande sekvenser skulle ha bestått av i första hand?
Nangs idé är att Alice kodar sitt budskap i den ursprungliga DNA-sekvensen och låter detta transkriberas och översättas. Det resulterande proteinet är då som en offentlig nyckel som kan skickas till Bob via en offentlig kanal. Samtidigt skickar Alice Bob den hemliga nyckeln som består av den information han behöver för att återmontera DNA:t, till exempel platsen för de icke-kodande regionerna som måste infogas igen.
Nang säger att denna form av kryptografi är förvånansvärt säker för ett antal kraftfulla attacker. Men han pekar också på olika svagheter som att krypteringen blir allt svårare om mer komplexa nycklar används.
Men det väcker definitivt intresset. Och som ett extra vapen i kryptografens arsenal är det verkligen en idé värd att studera vidare.
Ref: arxiv.org/abs/0903.2693 : En pseudo-DNA-krypteringsmetod