Was wie das Drehbuch eines dystopischen Science-Fiction-Thrillers klingt, haben Wissenschaftler mithilfe von DNA in einen Computer „gehackt“.
Durch die Kodierung von Malware in menschliche DNA-Stränge konnten die Forscher eine Gensequenzierungsmaschine infizieren, indem sie die Software beschädigten, auf der sie ausgeführt wird.
Die Forschung wurde von einem Team unter der Leitung von Paul G. Allen von der School of Computer Science and Engineering an der University of Washington durchgeführt und wird heute auf dem USENIX Security Symposium vorgestellt.
Siehe verwandt So manipuliert Ransomware Ihr Gehirn, um zu zahlen. Wissenschaftler haben CRISPR verwendet, um ein GIF in der DNA einer lebenden Zelle zu speichern
„Die DNA speichert Standardnukleotide – die grundlegenden Struktureinheiten der DNA – als Buchstaben wie A, C, G und T“, erklärte Allen. „Nach der Sequenzierung werden diese DNA-Daten mit vielen Computerprogrammen verarbeitet und analysiert. In der Computersicherheit ist allgemein bekannt, dass alle Daten, die als Eingabe in ein Programm verwendet werden, Code enthalten können, der darauf ausgelegt ist, einen Computer zu kompromittieren. Dies veranlasste uns zu der Frage, ob es möglich ist, DNA-Stränge herzustellen, die bösartigen Computercode enthalten, der, wenn er sequenziert und analysiert wird, einen Computer gefährden könnte.“
Um die Malware zu konstruieren, übersetzte das Team einen Computerbefehl in eine kurze Strecke von 176 DNA-Buchstaben. Kopien der DNA wurden online bestellt. Dieser Befehl wurde entwickelt, um auf einen bestimmten Fehler abzuzielen, den das Team zuvor im DNA-Verarbeitungsprogramm entdeckt hatte. Die synthetischen Stränge wurden durch eine Sequenziermaschine geleitet, die die Genbuchstaben in binäre Ziffern, 0 und 1, umwandelte.
Als dieser Strang von dem anfälligen Programm sequenziert und verarbeitet wurde, infizierte der Code die Software und übernahm die Kontrolle über den Computer, der die Verarbeitung durchführte. Die Forscher waren dann in der Lage, diese Maschine mithilfe von gegnerischer synthetischer DNA aus der Ferne auszunutzen.
„Die Ergebnisse unserer Studie zeigen, dass es theoretisch möglich ist, synthetische DNA herzustellen, die in der Lage ist, ein Computersystem zu kompromittieren“, fuhr Allen fort. „Im Moment sind diese Angriffe in der Praxis schwierig, weil es schwierig ist, bösartige DNA-Stränge zu synthetisieren und relevante Schwachstellen in DNA-Verarbeitungsprogrammen zu finden. Daher betonen wir, obwohl es wissenschaftlich interessant ist, dass die Menschen heute nicht unbedingt beunruhigt sein sollten, wie wir sowohl oben als auch unten diskutieren.“ Alphr hat die Forscher für weitere Informationen kontaktiert.
WEITER LESEN:Was ist CRISPR?
Dies ist die neueste Forschungsarbeit zu den vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten von DNA bei der Kodierung und Speicherung, die in den letzten Monaten veröffentlicht wurde. Im Juli codierten Wissenschaftler erfolgreich ein GIF von Eadweard Muybridges bahnbrechendem Galopppferd-Clip in die DNA lebender Zellen. Das Ergebnis erzeugte ein sogenanntes organisches GIF und ist der erste Schritt zu dem, was Forscher als „molekularen Rekorder“ bezeichnen, der in der Lage ist, in lebenden Zellen zu existieren, Informationen zu beobachten und zu erfassen.
Das von den National Institutes of Health finanzierte Team verwendete die Gen-Editing-Technologie CRISPR, um zu beweisen, dass beliebige sequentielle Informationen – nicht nur genetische Informationen – in ein Genom kodiert werden können. Sie taten dies zunächst mit einem einzigen Bild, einer menschlichen Hand, und mit Hilfe der Immunabwehr eines Bakteriums.
Wenn Bakterien von einem Virus angegriffen werden, produzieren ihre Zellen Enzyme, um den genetischen Code des Virus zu zerschneiden und zu verarbeiten. Es tut dies, um sich an den Eindringling zu erinnern, indem es einen Teil des genetischen Codes des Virus nimmt und ihn seinem eigenen Genom hinzufügt, als würde man Köpfe auf Hechte stecken. Mit der Zeit wächst das Genom der Bakterien, mehr genetischer Code von Viren wird hinzugefügt und mehr Köpfe werden auf den Hecht gestapelt. Der Muybridge-Clip sollte den Umfang des CRISPR-Systems zeigen, um lebende Zellen in Aufzeichnungsgeräte zu verwandeln, Informationen aus ihrer Umgebung zu ziehen und eine sequentielle Aufzeichnung in ihrem Genom zu führen. Dies könnte für alles Mögliche verwendet werden, von der Modellierung von Krankheiten bis zur Überwachung des Schadstoffgehalts im Boden.
Und während das Muybridge-GIF das erste Mal war, dass ein Film in der DNA lebender Zellen kodiert wurde, haben andere Wissenschaftler bereits genetische Schaltkreise wie organische ZIP-Dateien behandelt. Im März veröffentlichten zwei Forscher des New York Genome Center einen Bericht in Science erklärt, wie sie komprimierte Dateien in DNA-Molekülen speicherten – nämlich eine wissenschaftliche Arbeit von 1948, eine Pioneer-Plakette, ein Betriebssystem, einen Virus, den Film von 1895 L’Arrivée d’un train en gare de La Ciotat … und eine Amazon-Geschenkkarte im Wert von 50 $.
Bild:Nogas1974