Naturalne szyfrowanie danych: inżynierowie biomedyczni Duke’a zachwalają bakterie jako możliwość

Nota wydawcy: Co tydzień za pośrednictwem WRAL TechWire „Innowacyjny czwartek” przedstawiamy nowe pomysły, produkty i zastosowania w czołówce badań i rozwoju.

+ + +

DUHAM – Od pudełka Cracker Jacka po Kod Da Vinci – każdy lubi odszyfrowywać tajne wiadomości. Jednak inżynierowie biomedyczni z Duke University wykorzystali pierścień dekodujący w miejscu, jakiego nigdy wcześniej nie było – we wzorcach tworzonych przez kolonie bakteryjne.

W zależności od zastosowanych warunków początkowych, takich jak poziom składników odżywczych i ograniczenia przestrzenne, bakterie mają tendencję do wzrostu w określony sposób. Naukowcy stworzyli wirtualną kolonię bakteryjną, a następnie kontrolowali warunki wzrostu oraz liczbę i rozmiar symulowanych kropek bakteryjnych, aby stworzyć cały alfabet oparty na tym, jak kolonie będą wyglądać po wypełnieniu wirtualnej szalki Petriego. Nazywają ten schemat kodowania emorfi.

Kodowanie nie jest jednoznaczne, ponieważ ostateczny symulowany wzór odpowiadający każdej literze nie jest za każdym razem dokładnie taki sam. Naukowcy odkryli jednak, że program uczący się maszynowo może nauczyć się ich rozróżniania, aby rozpoznać zamierzoną literę.

Przykład zakodowanej wiadomości przy użyciu nowego systemu opartego na wzorcach wzrostu bakterii. Brzmi ono: „Pamiętaj, aby wypić Ovaltine”.

„Przyjaciel może z biegiem czasu zobaczyć wiele moich zdjęć, ale żadne z nich nie będzie dokładnie takie samo” – wyjaśnił Lingchong You, profesor inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie Duke. „Ale jeśli wszystkie obrazy konsekwentnie podkreślają mój ogólny wygląd, przyjaciel będzie w stanie mnie rozpoznać, nawet jeśli pokaże mu zdjęcie, którego nigdy wcześniej nie widział”.

Aby zaszyfrować prawdziwe wiadomości, koder tworzy film składający się z serii wzorców, z których każdy jest powiązany z inną literą. Choć dla niewprawnego oka mogą wyglądać podobnie, algorytm komputerowy potrafi je rozróżnić. Dopóki odbiorca zna zestaw warunków początkowych, które doprowadziły do ​​ich utworzenia, intruz nie powinien być w stanie złamać kodu bez własnej potężnej sztucznej inteligencji.

Wypróbuj szyfr samodzielnie. Możesz wpisać wszystko, od imienia i nazwiska po adres w Gettysburgu, a nawet bożonarodzeniowy klasyk: „Pamiętaj, aby wypić Ovaltine”.

https://www.patternencoder.com/

(C) Uniwersytet Książęcy