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美用細菌制造出有生命的密碼

2011-09-29 09:19 閱讀:842 來(lái)源:科技日報 作者:q****e 責任編輯:qionghe
[導讀] 據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)幾年前邀請研究人員研制不需要電的秘密信息編碼方式,最近,美國塔夫茨大學(xué)的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出了一種有生命的密碼:利用細菌菌株來(lái)傳遞機密信息。除了用于諜報活動(dòng)外,這項技術(shù)還可以讓企業(yè)給農作

    據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)幾年前邀請研究人員研制不需要電的秘密信息編碼方式,最近,美國塔夫茨大學(xué)的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出了一種有生命的密碼:利用細菌菌株來(lái)傳遞機密信息。除了用于諜報活動(dòng)外,這項技術(shù)還可以讓企業(yè)給農作物或其他有生命的物體進(jìn)行身份編碼,以防假冒。該研究的領(lǐng)導者曼紐爾·帕拉西奧斯和戴維·華特將研究發(fā)表在最新一期的《美國國家科學(xué)院院刊》上。

    科學(xué)家們表示,這個(gè)名為微生物印刷陣列密寫(xiě)(SPAM)的過(guò)程非常簡(jiǎn)單:首先培育出7種不同的大腸桿菌菌株,讓其在不同顏色的紫外線(xiàn)下生長(cháng);接著(zhù)用不同的顏色配對代表不同字母和字符的方式,設計出了一個(gè)簡(jiǎn)單的編碼方案,7種顏色有49種組合,可用來(lái)給26個(gè)字母和23個(gè)符號編碼;隨后再將細菌鋪展到瓊脂(用作細菌食物的一種凝膠狀物質(zhì))平板上,細菌在此會(huì )長(cháng)成不同的顏色,以代表不同的字母和符號;接下來(lái),將看起來(lái)像紙一樣的硝化纖維素物質(zhì)按壓在該瓊脂平板上,使細菌壓印進(jìn)硝化纖維物內,待硝化纖維物質(zhì)變干后,著(zhù)色屬性會(huì )消失,便將其裝入信封中。過(guò)一段時(shí)間之后,再將該硝化纖維物按壓在另一塊瓊脂板上,細菌會(huì )重新長(cháng)出其顏色,以此顯示出被編碼的信息。

    研究人員稱(chēng),盡管這一過(guò)程非常簡(jiǎn)單,但迄今沒(méi)有人想到。相比較而言,將信息整合入DNA(脫氧核糖核酸)中等其他編碼方式,更復雜且更昂貴。

    當然,最新方法也有不足之處,那就是,如果攔截該信息的人知道這是使用細菌編碼的信息,那么要想解碼信息并非難事。為此,科學(xué)家們朝這些細菌的耐抗生素基因中添加了熒光,如此一來(lái),只有在一定條件下(比如引入氨必西林)才能看到信息。因此,潛在的信息攔截者不僅需要知道發(fā)送信息的人使用了何種編碼方式,同時(shí)也必須知道使用了何種抗體,二者缺一不可,才能正確地解碼信息。信息制造者甚至能用錯誤的抗體為信息攔截者編寫(xiě)錯誤的信息以混淆視聽(tīng)。

    研究人員也表示,為了增加保密性,可將其他因素整合入編碼過(guò)程中,諸如設置細菌在特定時(shí)間生長(cháng)或者在特定時(shí)間死亡,以使信息無(wú)法持續很長(cháng)時(shí)間等。除了用于諜報活動(dòng)外,最新技術(shù)還可以讓企業(yè)給農作物或其他有生命的物品打上水印,以防假冒。

    據說(shuō)二戰的時(shí)候,美軍和日軍為了能在戰場(chǎng)上掌握主動(dòng),雙方都絞盡腦汁想破譯對方的通訊密碼。后來(lái)美軍出人意料地用北美印第安人的語(yǔ)言編制了一套密碼。這事干得漂亮!因為本來(lái)就沒(méi)有多少人能明白印地安人說(shuō)什么,再把他們的語(yǔ)言變成密碼,神仙也猜不出來(lái)。而這相較于用細菌制造出有生命的密碼,還是小巫見(jiàn)大巫。更讓人稱(chēng)道的是,最新技術(shù)可以給農作物等打上有生命的“防偽標簽”,那些假冒者們恐怕只有望“菌”興嘆的份了。


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