Шифр, спрятанный в полимере, исчезает после прочтения — мечта любого криптографа

Учёные из Техаса предложили необычный способ хранения информации — в синтетических молекулах, которые можно читать с помощью электричества. Им удалось закодировать и затем успешно расшифровать 11-символьный пароль, который открыл доступ к компьютеру. Эта работа опубликована в журнале Chem.

В природе давно существует способ долговременного хранения данных без источника энергии — например, в молекулах ДНК. Но чтобы извлечь из них информацию, обычно требуются дорогие и громоздкие приборы, такие как масс-спектрометры. Исследователи из Техасского университета в Остине пошли другим путём: они создали искусственные молекулы, способные передавать данные через электрические сигналы. Это не просто биологический эксперимент, а шаг в сторону использования обычных пластиковых материалов как носителей информации.

Сначала команда разработала «молекулярный алфавит» из четырёх различных мономеров — строительных блоков, каждый из которых обладает уникальными электрохимическими свойствами. Комбинируя их, можно получить до 256 различных символов — примерно как в таблице ASCII. Из этих символов они собрали полимерную цепочку, в которой закодировали пароль: Dh&@dR%P0W¢. Расшифровка происходила путём постепенного разрушения молекулы — по одному блоку за раз. Каждый разрушенный элемент давал специфический электрический сигнал, по которому учёные определяли, какой именно мономер в данный момент удаляется. Так, шаг за шагом, они восстановили всю последовательность символов.

Один из авторов работы, инженер Правин Пасупати, сравнивает этот процесс с «фильмом разложения молекулы», в котором по напряжению можно понять, какая часть цепочки исчезает, а значит — какой символ был зашифрован. Однако есть и недостатки: во-первых, молекулу можно расшифровать только один раз, поскольку она при этом разрушается. Во-вторых, даже такой короткий пароль потребовал 2,5 часа на прочтение. Впрочем, команда работает над ускорением процесса и созданием компактных устройств, которые смогут считывать такие данные без громоздкой лабораторной техники.

По словам химика Эрика Анслина, следующая цель — подключить такие полимеры напрямую к компьютерным микросхемам. В этом случае сам чип сможет считывать информацию с молекулярного носителя. Идея кажется фантастической, но первые шаги уже сделаны.