将电脑病毒藏在DNA中

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来历：举世科学

DNA作为贮存生物信息的结构，从演化发生以来一向坚持着安稳、安全的功用。运用4个碱基的组合，它传递着一代又一代的遗传暗码。这种暗码组合的优越性现在也被科学家看在眼里，相似计算机中的1和0，他们运用ATCG相同发明了信息贮存代码。可是黑客能不能会侵略DNA代码呢？现在来看，答案相同是必定的。

DNA是一种存储信息的办法，运用ATCG四个碱基，组成了生物体的遗传信息，引导生物的发育与生命机能的工作。科学家们从前运用DNA的信息存储功用，将书本、录音、动图，甚至是亚马逊的礼品卡存于其间，跨过了生物与计算机之间的距离。

后来，华盛顿大学信息安全研讨人员有了这样一个主意：假如能将歹意代码存入DNA，会带来怎样的危险？所以，他们进行了一次实验，他们规划了一段用ATCG编码的歹意代码，并成功的在互联网上买到了由此代码组成的DNA，当测序仪对此段DNA进行测序并运用电脑软件进行数据剖析时，歹意代码被发动并侵略了电脑。

研讨人员以为，考虑到现在基因测序的运用领域越来越广，尽管现在还没有依据标明基因测序或许基因数据面对此类安全问题，可是未来，一旦有黑客建议相似进犯，将或许盗取大型实验室的知识产权，污染用于违法查询的DNA剖析数据。也有或许，企业可以运用这项运用维护其转基因产品的商业秘要。

从数字信息到生物信息

从理论上看，将信息存储在DNA中并不困难。在电脑中，每一个字符都由0、1进行编码，任何数字化的内容，不管是视频仍是图片亦或是一段程序，本质上都是一串串的0和1。而在生物体中，遗传信息存储在DNA中，代码变成了碱基：A、C、G、T。简略地说，用DNA存储数字信息相当于用A、C、G、T替代了0和1。

2012年，哈佛大学教授、美国基因工程学家乔治·丘奇（Gee Church）及其团队在科学期刊Science上发文，介绍了他们将DNA用作信息存储前言，运用DNA微芯片编写了一本5万余字的书，制造了54898个DNA序列，运用测序仪就可以阅读了这本书。在论文中，作者写道：“DNA是已知最安稳和密布的信息前言之一，跟着DNA组成和测序技能的开展，DNA将成为越来越可行的存储前言。”

2016年，纽约基因组研讨中心的研讨人员开发了一套新的编码体系，可以极大地添加DNA分子的数据存储容量，他们将一部电影、一个电脑操作体系、一篇论文、一个电脑病毒以及一张50美元的亚马逊礼品卡进行“碱基编码”，发生了一份包括7.2万个DNA片段的文库，一家DNA组成公司协助他们组成了实体DNA。为了再次重现DNA中贮存的数据，他们对DNA进行了测序，并运用软件将遗传信息转化为二进制代码，简直无差错的，可以重现一切文件。

2017年，乔治·丘奇等人又在Nature上刊文论述了他们怎么运用基因修改技能CRISPR将图片和短片编码到了一群活细菌的基因组中。他们所制造的短片有5帧，每一帧，研讨人员用104个DNA片段进行编码。接着，研讨人员以每天一帧的速度，将短片的DNA片段植入到大肠杆菌中，5天的时分，将整部短片植入到了大肠杆菌中。之后，研讨人员再对大肠杆菌进行测序，即可读取并复原短片。作者以为，这项研讨标明，在活细胞的基因组中可以安稳的存储实在的数据。

生物学家们的研讨证明，将数字信息存储于DNA中，甚至是活细胞的基因组中是可行的，且这些信息可以以较高的精准度复原。并且DNA存储有一种先天的优势，不需求很严苛的条件，其间的信息可以保存上百年，假如将其保存在阴凉、枯燥的当地，其间的信息甚至可以保存不计其数年。

大多数生物学家和计算机科学家看到了DNA存储无以复加的优势和宽广的运用远景，但华盛顿大学的计算机安全研讨专家却留意到了其间潜在的危险。

将电脑病毒藏在DNA中

华盛顿大学计算机科学教授Tadayoshi Kohno等人留意到，基因检测越来越常见。部分原因来自于DNA测序价格继续的下降，2000年左右，对一个人进行全基因组测序需求1亿美金，到现在，这一价格现已下降为约1000美金，研讨人员们的未来方针是期望将这一价格降低到100美金。价格的下降、操作的快捷让DNA测序运用规模越来越广泛，不仅仅是根底生物学，还包括考古学、违法查询、产前诊断等等。在美国，个人基因检测现已成为一种潮流，为家中宠物进行基因检测也越来越盛行。

这就不得不考虑一种危险：DNA样本来自外部来历，这或许难以适当地检查，那么其间是否会包括一个或几个存储歹意代码的DNA片段？当这些DNA片段被测序并运用电脑软件进行处理剖析时，将对计算机安全形成怎样的影响？

华盛顿大学的研讨人员开端了他们的实验。为了简化整个实验，首要，他们在一个用于DNA测序数据处理的开源软件中人为的引进一个程序缺点。实际上，研讨人员剖析了许多用于DNA数据处理与剖析的开源生物信息学东西，他们发现许多东西都没有遵从最佳的计算机安全保证办法，这给进犯者留下了潜在的缝隙。

接着研讨人员规划了一个歹意计算机代码，期望运用“缓冲区溢出”进犯计算机，缓冲区溢出是针对程序规划缺点，向程序输入缓冲区写入使之溢出的内容，然后损坏程序运转，趁程序中止之际攫取程序甚至计算机体系的控制权。

不过将歹意计算机代码转化为DNA分子的进程并没有研讨人员原本想的那么简略，当他们将精心规划的歹意代码以A、T、G、C的方式输入DNA分子组成网站时，呈现了满屏的过错。

他们了解到，为了使DNA样本坚持安稳，A、T、G、C有必要坚持适宜的份额。研讨人员不得不重复编写歹意代码，以找到适宜的方式。按下订货按钮的一周后，一小瓶样本就寄到了研讨人员的手中。

经过测序，DNA样本中的歹意程序被“开释”了出来，进犯软件缝隙，侵略了电脑。“咱们从理论上证明了，运用DNA存储歹意代码可以进犯计算机，可是咱们现在并没有依据标明DNA测序或许DNA数据的安全性现在正遭到进犯，咱们期望在技能老练之前，最好在新式技能的前期就考虑安全要挟。”担任该项意图华盛顿大学计算机科学教授Tadayoshi Kohno以为。“由于在真实的进犯呈现之前，安全问题更简单处理。”

研讨人员以为，假如黑客真的选用这项进犯办法，那么他们就或许取得有价值的知识产权，或许或许污染与违法有关的基因剖析成果。当然，企业也或许在转基因产品中植入歹意代码，以维护其商业秘要。“未来这或许转变成一些风趣，或许带来要挟的运用。”研讨人员表明。