Создана криптографическая система на базе молекулы

Ученые из Института Вейцмана в Израиле создали криптографическую систему на базе сложной органической флуоресцентной молекулы. Она позволяет зашифровать и скрыть сообщения, а чтобы прочесть их, потребуется молекулярный «пароль», сообщает журнал Nature Communications.

Невидимые чернила

Шифрование сообщений с помощью молекулы напоминает технологию применения невидимых чернил. Молекула под названием m-SMS включает три флуоресцентные группы (флуоресцин, сульфородамин B и нильский голубой), которые участвуют в неизлучательном переносе энергии.

Фото: allispossible.org.uk / Flickr / CC BY 2.0

Вещество обладает сложным спектром и выдает различные реакции на присутствие в растворе других веществ. Дело в том, что с ними взаимодействует несколько активных групп: одни распознают ионы металлов, другие – сахара и пр.

Когда в раствор добавляется постороннее вещество, спектр молекулы непредсказуемо меняется

Кроме того, молекула включает ароматические и гидрофобные группы. С их помощью m-SMS взаимодействует с ДНК и рядом других веществ.

Как это работает

Чтобы закодировать текстовое сообщение, необходимо с помощью открытого кода перевести его в цифровую форму (используется десятеричная система). Затем к молекулам m-SMS нужно добавить какое-либо вещество, изменяющее спектр состава.

Новый спектр будет считан спектрометром с шагом 20 нм. Полученные значения нужно перевести в цифровую форму.

Фактически к цифрам закодированного сообщения прибавляются данные спектра, полученного смешиванием известного и неизвестного вещества

Расшифровать сообщение можно, только если вы располагаете добавленным к m-SMS веществом.

Вещество как носитель информации

Ученые выяснили, что m-SMS обладает способностью образовывать метастабильные комплексы. Их спектры зависят от порядка добавления компонентов. Это свойство дает возможность использовать вещество в качестве самостоятельного носителя информации, защищенного паролем.

Работает это так: вещество экстрагируется с поверхности с помощью растворителя, доводится до нужной концентрации, а после этого смешивается с другими веществами в нужной последовательности. Спектры снимаются на каждом этапе, получается «пароль». Его можно использовать для расшифровки сообщения.

Для шифрования и дешифровки нужен только ручной спектрометр

Дополнительные вещества, которые смешивают с m-SMS, также доступны каждому. Это может быть сода или недорогие лекарства из ближайшей аптеки.