Zpráva zašifrovaná v bakteriích

Helena Vrecková  |  Věda

Doby, kdy se tajné zprávy zapisovaly neviditelným inkoustem, jsou již dávno pryč. Vědci nyní přišli s novou technikou kódování zprávy do bakterií.

Utajování a šifrování zpráv je pravděpodobně stejně staré, jako písmo samo. Šifrování zpráv si prošlo řadou změn a každá doba volila jiné prostředky předávání informace. Technologie již tak pokročili, že je možné zapsat informaci do biologických molekul nebo bílkovin. Nyní vědci z Tuft University v Massachusetts byli schopni zašifrovat zprávu do bakterie Escherichia coli.

Začalo to tetováním hlavy

Vědní disciplína, která se zabývá utajením zprávy pomocí jejího ukrytí, se nazývá steganografie. Pokud bychom nahlédli do její historie, zjistili bychom, že její zmapovatelné počátky sahají až do antického Řecka. Klasicky se v té době informace psala na dřevěnou destičku zalitou voskem. První technikou utajení bylo vyškrábání zprávy přímo do dřeva a následně zalít voskem, aby destička působila nepopsaná.

Oblíbenou šifrovací technikou bylo vytetování zprávy na oholenou hlavu otroka. Zpráva se ztratila se znovu narostlými vlasy a k jejímu přečtení bylo nutné nechat si hlavu oholit.

Ve druhé světové válce zažila steganografie svůj opravdový rozmach. Od psaní ovocnými šťávami, které svůj text vydaly po zahřátí, přes neviditelný inkoust až po mikrotečky, kdy se zpráva zmenšila a vložila na interpunkční znaménka nenápadného textu.

Ukázka použití techniky mikroteček. V původním obrázku je ukryt mikroskopický obrázek kočky.
Ukázka použití techniky mikroteček. V původním obrázku je ukryt mikroskopický obrázek kočky.

Vědci nyní přišli se způsobem, jak zakódovat text do různých barev bakterií.

Co barva to písmeno

Vědecký tým Manuela Palaciose se soustředil na vkládání informací do modifikovaných kmenů bakterie Escherichia coli s fluorescenčními proteiny. Vytvořili tak relativně jednoduchou techniku, která byla nazvána SPAM (steganography by printed arrays of microbes – steganografie v tištěném poli mikrobů).

Použitá technika využívá sedmi kmenů bakterie Escherichia coli. Každý kmen je upraven tak, aby produkoval určitý fluoreskující protein a díky tomu každý zářil jinou barvou. K odhalení barvy bakterie je potřeba osvítit ji pravým světlem.

Podle vědců poskytují geneticky upravené systémy skvělé možnosti ovládání. Živé systémy nabízejí možnost časově omezeného vydání informace a může tak trvat hodiny či dny než se dostatečně vyvinou. Chemicky upravené geny mohou být přesně nastaveny, kdy a za jakých podmínek mají informaci vydat.

Bakterie jsou pěstovány v koloniích, které jsou spárovány v různých kombinacích dvou barev. Každá kombinace přesně odpovídá určitému písmenu, číslu či znaku. Kódování těchto polí závisí na spárování sedmi dvojic barev. Například, dvě žluté skvrny tvoří T, použití kombinace oranžové a zelené by znamenalo D.

Jakmile jsou bakterie vypěstované, vtisknou se na nitrocelulózový list a může být odeslán příjemci. Po přijetí může příjemce použít list k vypěstování bakterií ve stejném vzoru a dešifrovat zprávu. Pokud jsou však kmeny bakterie upraveny jinak, stačí příjemci jen počkat a bakterie vygeneruje obsah v přesném časovém období. Palacios však vyvinul ještě další způsob, kterým lze získat obsah kódované zprávy. Tímto způsobem je použití antibiotik jako dešifrovacího prostředku. Určitá antibiotika aktivují fluoreskující proteiny, použití špatných antibiotik rozsvítí v bakteriích špatné barvy a výsledný text nebude dávat absolutně žádný smysl.

Podle kombinace barev, kterými pod pravým světlem září bakterie, lze přečíst ukrytou zprávu.

Rychlá možnost dešifrace věští brzký konec této technice

Využití vědci vidí ve vytváření snadno čitelných čárových kódů biologických produktů, tisk vodoznaků pro geneticky modifikované organismy či znesnadnění padělání. Cílem vědců však je zakódovat zprávu do kvasinek, sporotvorných bakterií nebo do složitějších organismů jako jsou rostliny.

Ačkoliv je koncept šifrování zpráv do bakterií zajímavý, praktické využití k posílání důležitých tajných zpráv mít pravděpodobně nikdy nebude. Důvodem je malý počet antibiotik, která jsou k dispozici. Proto by pro nikoho nebyl problém postupně všechny vyzkoušet a nakonec najít to pravé anitibiotikum.

Jedním z možných řešení tohoto problému by mohlo být zakódování více věrohodných zpráv do jedné šifry. Každá zpráva by se zobrazila s použitím určitého antibiotika a nechtěný čitatel by tak jen těžko poznal pravou zprávu.

Nejčtenější