Bakterienwachstum liefert sichere Kodierung
Innovative Verschlüsselung von Wissenschaftlern der Duke University lässt sich nicht knacken
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So sieht ein von künstlichen Bakterien verschlüsselter Buchstabe aus (Bild: bme.duke.edu) |
Durham (pte002/27.09.2022/06:05)
Ein neues Verschlüsselungsverfahren von Forschern um Lingchong You von der Duke University http://duke.edu nutzt simuliertes Bakterienwachstum, basierend auf spezifischen Anfangsbedingungen. Jeder Buchstabe und jedes Zeichen wird demnach einem Bild zugeordnet, das einem QR-Code ähnelt. Nur Empfänger, die die spezifischen Anfangsbedingungen kennen, können derart verschlüsselte Botschaften entziffern.
Wachstum virtueller Bakterien
Abhängig von den Anfangsbedingungen wie Nährstoffgehalt und Platzmangel neigen Bakterien dazu, auf bestimmte Weise zu wachsen. Die Forscher haben eine virtuelle Bakterienkolonie geschaffen und kontrollierten dann die Wachstumsbedingungen sowie die Anzahl und Größe der simulierten Bakterienpunkte, um ein ganzes Alphabet zu erstellen, basierend darauf, wie die Kolonien aussehen würden, nachdem sie eine virtuelle Petrischale gefüllt hatten. Die Experten nennen dieses Kodierungsschema "emorfi".
Die Kodierung ist nicht eins zu eins, da das endgültige simulierte Muster, das jedem Buchstaben entspricht, nicht jedes Mal genau gleich ist. Die Forscher haben jedoch entdeckt, dass sich ein maschinelles Lernprogramm auf Basis Künstlicher Intelligenz (KI) trainieren lässt, für Menschen nicht sichtbare Gemeinsamkeiten auszumachen, um die jeweils kodierten Buchstaben zu erkennen. "Ein Freund mag im Laufe der Zeit viele Bilder von mir sehen, aber es wird keine zwei gleichen geben. Aber wenn die Bilder alle konsequent verstärken, wie ich im Allgemeinen aussehe, wird der Freund mich erkennen können, auch wenn ihm ein Bild von mir gezeigt wird, das er noch nie zuvor gesehen hat", so You.
Kein Unterschied für ungeübtes Auge
Um echte Nachrichten zu verschlüsseln, erstellt der Encoder einen Film mit einer Reihe von Mustern, die jeweils mit einem anderen Buchstaben korrelieren. Während sie für das ungeübte Auge ähnlich aussehen, kann der Algorithmus zwischen ihnen unterscheiden. "Solange nur der Empfänger die Anfangsbedingungen kennt, die zu seiner Entstehung geführt haben, sollte ein Eindringling nicht in der Lage sein, den Code ohne eine eigene leistungsstarke KI zu knacken", glaubt You. Hier kann man Kodierung und Dekodierung selbst ausprobieren: http://patternencoder.com
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