Cifratura dei dati e DNA

Marlene e George Bachand (Photo by Lonnie Anderson - https://share-ng.sandia.gov/news/resources/news_releases/dna_storage/)

Gli scienziati dei Sandia National Laboratories stanno cercando dei partners per l'applicazione di tecnologie per la cifratura di testi utilizzando la tecnologia del DNA sintetico.

La cifratura è molto più robusta delle tecnologie convenzionali e praticamente impossibile da rompere, dicono i ricercatori.

Nel settembre del 2016, il team dei laboratori Sandia ha concluso un progetto triennale di ricerca dal titolo “Syntetic DNA for Highly Secure Information Storage and Transmission”.

Il progetto ha consentito di sviluppare un nuovo metodo per cifrare e memorizzare informazioni utilizzando il DNA.

Attualmente il team si sta preparando per richiedere il brevetto e per approntare le tecnologie del prossimo livello, quello applicativo.

“Stiamo discutendo con diversi interlocutori con l’obiettivo di trovare finanziatori per continuare il nostro lavoro”, ha detto George Bachand, un bioingeniere del centro Sandia per le nano tecnologie integrate e principale ricercatore del progetto. Egli ha aggiunto che è troppo presto per fornire molti dettagli sulle discussioni ma ha informato che sia il dipartimento di Stato americano che il dipartimento della Difesa lo ha contattato. Tra le potenziali applicazioni, come per esempio la conservazione di documenti storici, Bachand prevede di utilizzare la tecnologia per memorizzare la storia dei materiali: luogo, data e tempo di preparazione e il numero del lotto di produzione.

“Immaginiamo ora se si potessero prendere tutte queste informazioni, inserirle all'interno di un pezzo di DNA sintetico e attaccarlo al materiale. Questa potrebbe essere una strada semplice per procedere nel certificare che questo materiale non è stato contraffatto e che rispetta le specifiche del fornitore”, queste le dichiarazioni riportate in un articolo di George I. Seffers apparso nel numero di febbraio 2017 di Signal, organo della AFCEA (Armed Forces Communications & Electronics Association).

Ma questa nuova tecnologia apre scenari totalmente nuovi. 
Se si dedica un po di tempo ad approfondire le possibilità offerte dalla nuova tecnologia sul sito dei laboratori Sandia (http://www.sandia.gov/), si possono trovare interessanti informazioni.

Consideriamo la mole di dati prodotti durante esperimenti di fisica di base, per esempio al CERN, si tratta di numeri indiscutibilmente elevati e per la conservazione, gestione e analisi dei quali occorre impiegate enormi quantità di memoria e, di conseguenza, enormi quantità di energia.

Fino ad oggi le tecnologie impiegate per la conservazione dei dati sono essenzialmente due: analogiche e digitali, entrambe richiedono che i dati siano riscritti ogni circa dieci – venti anni, a causa del degrado dei supporti impiegati. Tra le tecnologie analogiche possiamo considerare anche la carta stampata, che può durare di più ma richiede molto più spazio per la conservazione.

Consideriamo ora il DNA.

Oggi è possibile estrarre il DNA da una sostanza organica e interpretarlo correttamente anche dopo migliaia di anni.

Il DNA contiene in spazi ridotti, elevate quantità di informazioni e, per la loro conservazione, non richiede grosse quantità di energia, sicuramente non paragonabili alle energie impiegate da colossi quali Google per alimentare i propri Data Center.

Marlene e George Bachand, gli scienziati che hanno condotto il progetto, ritengono che una volta sviluppata la tecnologia di base, la tecnica del DNA sintetico occuperà un posto importante nella conservazione sicura delle informazioni nella nostra società.

Naturalmente non è tutto fatto e non è tutto semplice.

Dopo la teoria, ora, si stanno cencando fondi per metterla in pratica, occorre infatti sviluppare le tecniche per “riversare” le informazioni da una forma all’altra e come fare ciò in tutta sicurezza.

Secondo le stime dei due scienziati, è teoricamente possibile memorizzare circa 2,2 petabytes di informazioni (ricordo che un Petabyte vale un milione di miliardi di byte!) in un grammo di DNA!

Gli scienziati dei Sandia Laboratories hanno già sviluppato le tecniche di base per riversare le informazioni tra le diverse tecnologie ed ora stanno cercando di migliorarle per ridurre i tempi e i costi.

Tabella rappresentativa della misura dei dati, wikipedia.

Credo sia inutile dire quali vantaggi economici, ma soprattutto strategici, possa fornire ad una Nazione, l’impiego di questa tecnologia.

La cifratura dei dati utilizzando il DNA sintetico e la possibilità di conservarli, trasmetterli e decodificarli con basso consumo di energia e usando vettori differenti da quelli classici, può dare una marcia in più a chiunque ne possieda la chiave.

Il Sandia National Laboratory è un laboratorio di ricerca multiprogramma gestito dalla Sandia Corporation, una consociata interamente controllata dalla Lockheed Martin Corporation, che opera per il U.S. Department of Energy’s National Nuclear Security Administration e questo la dice lunga su chi possiede la tecnologia.

Ecco un campo sul quale credo valga la pena investire anche da noi in Italia. 
I ricercatori nelle università ci sono, e sono una risorsa per il Paese, speriamo che questo articolo (e quelli che seguiranno sullo stesso argomento) possano indirizzarli verso un campo di ricerca multidisciplinare che potrebbe rivelarsi molto utile per la nazione nel prossimo futuro. 

Alessandro Giovanni Paolo RUGOLO