Φυσική κρυπτογράφηση δεδομένων: Οι βιοϊατρικοί μηχανικοί του Duke υποστηρίζουν τα βακτήρια ως δυνατότητα

Σημείωση συντάκτη: Κάθε εβδομάδα μέσω του WRAL TechWire “Πέμπτη καινοτομίας” παρουσιάζουμε νέες ιδέες, προϊόντα και εφαρμογές στην πρώτη γραμμή της έρευνας και της ανάπτυξης.

+ + +

DURHAM – Από ένα κουτί Cracker Jack μέχρι τον κώδικα Da Vinci, όλοι απολαμβάνουν να αποκρυπτογραφούν μυστικά μηνύματα. Αλλά οι βιοϊατρικοί μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο Duke πήραν τον δακτύλιο αποκωδικοποιητή για να τοποθετήσουν που δεν είχε ξαναγίνει – τα μοτίβα που δημιουργούνται από βακτηριακές αποικίες.

Ανάλογα με τις αρχικές συνθήκες που χρησιμοποιούνται, όπως τα επίπεδα θρεπτικών συστατικών και οι περιορισμοί χώρου, τα βακτήρια τείνουν να αναπτύσσονται με συγκεκριμένους τρόπους. Οι ερευνητές δημιούργησαν μια εικονική βακτηριακή αποικία και στη συνέχεια έλεγξαν τις συνθήκες ανάπτυξης και τους αριθμούς και τα μεγέθη των προσομοιωμένων βακτηριακών κουκκίδων για να δημιουργήσουν ένα ολόκληρο αλφάβητο με βάση το πώς θα φρόντιζαν οι αποικίες να γεμίσουν ένα εικονικό πιάτο Petri. Ονομάζουν αυτό το σχήμα κωδικοποίησης emorfi.

Η κωδικοποίηση δεν είναι ένα προς ένα, καθώς το τελικό προσομοιωμένο μοτίβο που αντιστοιχεί σε κάθε γράμμα δεν είναι ακριβώς το ίδιο κάθε φορά. Ωστόσο, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ένα πρόγραμμα μηχανικής μάθησης θα μπορούσε να μάθει να διακρίνει μεταξύ τους για να αναγνωρίσει το γράμμα που προοριζόταν.

Ένα παράδειγμα κωδικοποιημένου μηνύματος που χρησιμοποιεί το νέο σύστημα που βασίζεται σε μοτίβα βακτηριακής ανάπτυξης. Γράφει, «Πίνε οπωσδήποτε το Ovaltine σου».

«Ένας φίλος μπορεί να δει πολλές εικόνες μου με την πάροδο του χρόνου, αλλά καμία από αυτές δεν θα είναι ακριβώς η ίδια», εξήγησε ο Lingchong You, καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής στο Duke. «Αλλά αν όλες οι εικόνες ενισχύουν σταθερά αυτό που μοιάζω γενικά, ο φίλος θα μπορεί να με αναγνωρίσει ακόμα κι αν του δείξουν μια φωτογραφία μου που δεν έχουν ξαναδεί».

Για την κρυπτογράφηση πραγματικών μηνυμάτων, ο κωδικοποιητής καταλήγει να δημιουργεί μια ταινία με μια σειρά μοτίβων, το καθένα από τα οποία συσχετίζεται με ένα διαφορετικό γράμμα. Ενώ μπορεί να μοιάζουν με το μη εκπαιδευμένο μάτι, ο αλγόριθμος του υπολογιστή μπορεί να διακρίνει μεταξύ τους. Εφόσον ο δέκτης γνωρίζει το σύνολο των αρχικών συνθηκών που οδήγησαν στη δημιουργία τους, ένας παρεμβαλλόμενος δεν θα πρέπει να μπορεί να σπάσει τον κώδικα χωρίς ένα δικό του ισχυρό AI.

Δοκιμάστε το cypher μόνοι σας. Μπορείτε να πληκτρολογήσετε οτιδήποτε, από το όνομά σας μέχρι τη Διεύθυνση του Gettysburg, ή ακόμα και το κλασικό Χριστουγεννιάτικο, "Φροντίστε να πιείτε το Ovaltine σας".

https://www.patternencoder.com/

(Γ) Πανεπιστήμιο Duke