ذخیرهسازی فوقفشرده دادهها در دیانای؛ نانوتکنولوژی راهکار جدید حفاظت اطلاعات
پژوهشگران دانشگاه ایالتی آریزونا (ASU) در دو مطالعه جدید، پتانسیل مولکول دیانای را بهعنوان رسانهای برای ذخیرهسازی انبوه دادهها و همچنین بستری برای رمزنگاری پیشرفته در مقیاس مولکولی به اثبات رساندند. این دستاورد میتواند آینده سامانههای ذخیرهسازی دیجیتال را متحول سازد.
همواره دو چالش اصلی در حوزه فناوری اطلاعات مطرح بوده است: نحوه ذخیرهسازی حجم فزاینده دادههای دیجیتال و چگونگی تأمین امنیت آنها در برابر دسترسیهای غیرمجاز. گروهی از دانشمندان مؤسسه بایودیزاین دانشگاه ایالتی آریزونا پاسخی الهامگرفته از طبیعت ارائه کردهاند؛ یعنی استفاده از دیانای بهعنوان سکوی اطلاعاتی.
نتایج این تحقیقات که در نشریات «مواد کاربردی پیشرفته» و «ارتباطات طبیعت» منتشر شد، جایگزینی زیستالهام برای فناوریهای مبتنی بر سیلیکون پیشنهاد میدهد. هائو یان، استاد ممتاز دانشکده علوم مولکولی ASU، تأکید کرده است که دیانای علاوه بر نقش ماده ژنتیکی، اکنون میتواند بهعنوان بستری برای ذخیره و صیانت از اطلاعات استفاده شود.
در نخستین پژوهش، دانشمندان بر ذخیرهسازی دادهها با استفاده از شکل فیزیکی دیانای تمرکز کردند. دیانای بهدلیل پایداری خارقالعاده و چگالی ذخیرهسازی بینظیر، گزینهای جذاب برای آرشیو بلندمدت اطلاعات محسوب میشود؛ بهطوریکه نمونههایی از آن پس از دو میلیون سال نیز بازیابی شدهاند.
در این رویکرد، ساختارهای بسیار کوچک دیانای طراحی شدند که بهعنوان حروف فیزیکی الفبا عمل کرده و حامل بخشی از اطلاعات هستند. این ساختارها از یک حسگر نانومقیاس عبور داده میشوند و نرمافزارهای مبتنی بر یادگیری ماشین، سیگنالهای الکتریکی ظریف تولیدی را تحلیل میکنند تا دادهها با دقت بالا به پیامهای خوانا تبدیل شوند. این روش نسبت به شیوههای متداول ذخیرهسازی دیانای که نیازمند توالییابی ژنتیکی کند و پرهزینه هستند، سریعتر و مقیاسپذیرتر است.
اما نوآوری تیم پژوهشی به ذخیرهسازی محدود نشد. در مطالعه دوم، آنها نشان دادند که نانوساختارهای دیانای میتوانند در رمزنگاری پیشرفته نیز بهکار روند. در این بخش، ساختارهای «اوریگامی دیانای» طراحی شدند؛ آرایشهای تاخوردهای از رشتههای دیانای که اشکال دقیق دوبعدی و سهبعدی ایجاد میکنند. در این شیوه، اطلاعات در الگوی این ساختارهای نانومقیاس رمزگذاری میشود.
رمزگشایی این دادههای پیچیده نیازمند میکروسکوپ با قدرت تفکیک بالا است که قادر به مشاهده ساختارهای منفرد دیانای باشد. الگوریتمهای یادگیری ماشین، تصاویر مولکولی را تحلیل کرده و الگوهای مشابه را گروهبندی میکنند تا پیام اصلی بازسازی شود. نبود چارچوب رمزگشایی صحیح، عملاً این الگوها را برای افراد غیرمجاز بیمعنا میسازد و لایهای ذاتی از امنیت را فراهم میآورد.
به گزارش بخش اقتصاد وبانگاه بر اساس دادههای منتشرشده در ایسنا، این دو پژوهش بهطور همزمان نقش دیانای را بهعنوان یک رسانه ذخیرهسازی فشرده و یک سکوی امن مدیریت اطلاعات تأیید میکنند. کاربردهای بالقوه این فناوری شامل آرشیو فوقفشرده دادههای علمی، پروندههای پزشکی و حفاظت از اطلاعات حساس در شرایط محیطی دشوار مانند دماهای بالا یا محیطهای پرتوزا است.