Com informações da Science e Nature - 27/09/2011
As mensagens secretas são escritas colocando as bactérias em linhas em
uma estrutura de nitrocelulose e ágar, um meio de cultura para que as
bactérias não morram.[Imagem: Manuel A. Palacios/Tufts University]
Infobiologia
Cientistas descobriram uma nova forma de codificar mensagens secretas usando bactérias.
Além de ser útil para os espiões, a nova técnica poderá ser usada por
empresas para codificar identificadores em sementes, grãos e outros
produtos de origem animal ou vegetal.
Tudo começou com o interesse em desenvolver formas de codificar mensagens secretas sem usar equipamentos eletrônicos.
Em 2010, David Walt e George Whitesides criaram um sistema primário
desse tipo, que eles batizaram de infofusíveis, e que permitia também a
transmissão do código cifrado: Infofúsiveis: dados são transmitidos quimicamente
Batizada de "infofusível, a descoberta torna possível desenvolver
sistemas de informação e processamento que operem em condições nas quais
os eletrônicos e as baterias não funcionam.[Imagem: Kim et
al./Angewandte]
Informações quentes
Atualmente, as informações são transmitidas usando elétrons. No
futuro, tudo aponta para que os dados viajem codificados em fótons.
Mas estas não são as únicas alternativas: as informações também podem
ser transmitidas por meio de reações químicas. Ou por uma combinação de
algumas dessas técnicas.
George Whitesides e seus colegas da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos,
desenvolveram um conceito que permite a transmissão de informações
alfanuméricas na forma de pulsos de luz - mas luz gerada por fogo, sem a
necessidade de eletricidade.
Infofusíveis
Batizada de "infofusível, a descoberta torna possível desenvolver
sistemas de informação e processamento que operem em condições nas quais
os eletrônicos e as baterias não funcionam.
O material básico do infofusível é uma fita de nitrocelulose sobre a
qual são construídos padrões de pontos feitos com sais dos elementos
lítio, rubídio e césio.
Ao colocar fogo na fita, a chama viaja queimando os pontos um após o
outro - daí o nome infofusível, já que cada fusível deve literalmente
queimar-se para transmitir a informação.
O calor faz com que os elementos químicos de cada ponto emitam luz em
comprimentos de onda característicos, que podem ser captados à
distância por uma câmera ou por um espectrômetro, mesmo durante o dia.
Como os pontos podem conter combinações de três sais diferentes,
geram-se sete combinações possíveis de "bits químicos". Uma combinação
de dois pontos eleva essas possibilidades para 49 variações (7 x 7), e
assim por diante.
Queimando os fusíveis
O primeiro problema enfrentado para tornar a tecnologia prática foi
que a chama tendia a se extinguir antes de queimar todos os fusíveis e
transmitir todas as informações.
Isso foi resolvido usando um substrato de fibra de vidro, que não conduz calor de forma tão eficiente.
Outro problema é que o fogo percorre a fita rápido demais. "Seria
necessário um infofusível de 2,6 km para transmitir dados por 24 horas,"
explica Whitesides. Isso acontece porque as fitas de nitrocelulose
queimam-se a uma taxa de vários centímetros por segundo.
A solução veio na forma de um arranjo de infofusíveis com velocidades
de queima diferentes, o que reduziu a velocidade de queima para algo
entre 1 e 2 metros por segundo, dependendo do comprimento de cada seção.
Sistema não-elétrico
A configuração final, mais resistente e melhor comportada, permite
que a transmissão da informação seja repetida várias vezes, ou que
diferentes informações sejam transmitidas periodicamente.
"Nós acreditamos que seja possível desenvolver um sistema
não-elétrico e portátil de transmissão de informações que possa ser
integrado com qualquer tecnologia moderna de informação," diz
Whitesides. "Por exemplo, ele poderá ser usado para capturar e
transmitir dados ambientais ou para enviar mensagens para os serviços de
emergência." Naquela época eles usaram sais. Mas seu colega Manuel Palacios teve a ideia de usar bactérias.
Código binário de bactérias
Os fusíveis foram substituídos por colônias de Escherichia coli,
cada uma das quais recebeu um gene para codificar uma proteína
fluorescente diferente - elas só emitem as cores quando o gene é
ativado.
Os pesquisadores então criaram um código binário baseado em cores,
cada "bit" sendo formado por um par de bactérias de cores diferentes.
As
7 colônias de bactérias fluorescentes permitem um total de 49
combinações, o suficiente para representar 26 letras e 23 outros
caracteres alfanuméricos. [Imagem: Palacios et al./Pnas]
As 7 colônias lhes deram então um total de 49 combinações, o
suficiente para representar 26 letras e 23 outros caracteres
alfanuméricos.
As mensagens são escritas colocando as bactérias em linhas em uma
estrutura de nitrocelulose e ágar, um meio de cultura para que as
bactérias não morram.
Nesse momento, como os genes ainda não estão ativados, as bactérias são invisíveis.
Quando o destinatário recebe sua "mensagem bacteriana", tudo o que
ele tem a fazer é pressionar o papel de nitrocelulose em uma placa de
ágar contendo o composto químico que ativa a expressão das proteínas
fluorescentes.
As bactérias começam a brilhar e a mensagem pode ser lida.
O velho truque do antibiótico
E os pesquisadores ainda acrescentaram uma camada extra de segurança para a mensagem secreta.
Em algumas bactérias, eles inseriram genes que as tornam resistentes a
determinados antibióticos. Estas bactérias resistentes são as
responsáveis por levar a mensagem.
Contudo, as bactérias resistentes são misturadas no papel de
nitrocelulose com outras bactérias igualmente capazes de apresentar a
fluorescência, mas suscetíveis ao antibiótico.
Se a mensagem cair em mãos erradas, o espião até poderá ativar os
genes da fluorescência, mas não conseguirá compreender a mensagem.
Já o destinatário correto, já de posse do antibiótico adequado, matará as bactérias camufladoras e poderá ler a mensagem.
Os cientistas batizaram sua técnica de SPAM (steganography by printed arrays of microbes: esteganografia por matrizes impressas de micróbios).
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=infobiologia-mensagem-secreta-bacterias&id=010150110927
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