Ученые предлагают использовать модифицированную ДНК для хранения и шифрования данных

В условиях стремительного роста объема цифровой информации, исследователи активно ищут инновационные методы ее хранения. Группа ученых из Университета штата Аризона разработала уникальное решение, основанное на модифицированной ДНК, которая может не только сохранять данные, но и обеспечивать их защиту, превосходя традиционные технологии на основе кремния. Современные кремниевые чипы требуют значительных энергозатрат для функционирования и охлаждения, а долговременное хранение информации остается сложной задачей из-за деградации носителей.

В отличие от привычных устройств, ДНК может эффективно хранить огромные объемы данных в миниатюрных формах и сохраняться в целости на протяжении тысяч лет. Профессор Хао Ян отметил, что биомолекулы можно оптимизировать для хранения и защиты информации новыми способами. В ходе экспериментов ученые используют нити ДНК не только как генетический код, но и как строительные элементы, создавая из них миниатюрные формы, подобные оригами. Каждая такая структура представляет собой фрагмент информации, подобно букве в алфавите. При взаимодействии с особыми сенсорами эти микроскопические фигуры генерируют уникальные электрические сигналы, которые распознаются компьютерными программами, обученными машинному обучению, обеспечивая быстрый и экономичный процесс расшифровки.

Второй аспект работы ученых сосредоточен на безопасности данных. Они разработали сложные трехмерные узоры из ДНК-оригами, в которых информация надежно скрыта внутри наноразмерных конструкций. Для их анализа необходимы специальные инструменты с высоким разрешением и ключи для декодирования. Размер шифровального ключа в этой системе достигает 700 бит, что делает несанкционированный доступ к данным практически невозможным и значительно превосходит современные цифровые стандарты. Ученые уже достигли точности считывания почти 90% даже при работе со сложными формами, а стратегии коррекции ошибок дополнительно повышают надежность, позволяя восстанавливать сообщения даже при частичной потере сигналов.

ДНК-хранение данных может стать оптимальным решением для архивирования научных, исторических и медицинских записей. Более того, такая система будет функционировать в экстремальных условиях, таких как высокая радиация, где традиционная электроника выходит из строя.