De nombreuses personnes et entreprises craignent que des données sensibles ne soient piratées, c’est pourquoi le chiffrement de fichiers avec des clés numériques est devenu plus courant. Aujourd’hui, les chercheurs qui rapportent dans Sciences centrales de l’AEC ont développé une clé de cryptage moléculaire durable à partir de polymères définis par séquence qui sont construits et déconstruits de manière séquentielle. Ils ont caché leur clé moléculaire dans l’encre d’une lettre, qui a été envoyée par la poste puis utilisée pour décrypter un fichier contenant le texte de « The Wonderful Wizard of Oz ».
Le partage sécurisé des données repose sur des algorithmes de cryptage qui mélangent les informations et ne les révèlent que lorsque le bon code ou la bonne clé de cryptage numérique est utilisé. Les chercheurs ont développé des stratégies moléculaires, notamment des chaînes d’ADN et des polymères, pour stocker et transporter durablement les clés de chiffrement.
Actuellement, les acides nucléiques stockent plus d’informations que les polymères. Le défi avec les polymères est que lorsqu’ils deviennent trop longs, stocker plus de données avec chaque monomère supplémentaire devient moins efficace, et déterminer les informations qu’ils cachent avec des instruments analytiques devient extrêmement difficile. Récemment, Eric Anslyn et ses collègues ont développé une méthode pour déconstruire les polymères de manière séquentielle, permettant de déterminer plus facilement leurs structures avec la chromatographie liquide-spectrométrie de masse (LC/MS). Ainsi, Anslyn, James Ruether et d’autres ont voulu tester la méthode sur un mélange de polymères uniques cachés dans l’encre pour voir si l’approche pouvait être utilisée pour révéler une clé de cryptage moléculaire complexe.
Tout d’abord, les chercheurs ont généré une clé binaire de 256 caractères qui pouvait chiffrer et déchiffrer des fichiers texte lorsqu’ils étaient entrés dans un algorithme. Ensuite, ils ont codé la clé dans des séquences polymères de huit oligouréthanes longs de 10 monomères. Seuls les huit monomères du milieu détenaient la clé, et les deux extrémités agissaient comme des espaces réservés pour la synthèse et le décodage.
L’espace réservé de décodage était un monomère «d’empreintes digitales» unique, marqué isotopiquement dans chaque séquence, indiquant où les informations codées de chaque polymère s’inscrivent dans l’ordre de la clé numérique finale. Ensuite, les chercheurs ont mélangé les huit polymères ensemble et ont utilisé une méthode de dépolymérisation séquentielle et LC/MS pour déterminer les structures originales et la clé numérique.
Enfin, un groupe de chercheurs a combiné les polymères avec de l’isopropanol, du glycérol et de la suie pour fabriquer une encre, qu’ils ont utilisée pour écrire une lettre qu’ils ont envoyée à d’autres collègues, qui ne connaissaient pas les informations codées. Ces scientifiques ont extrait l’encre du papier et ont suivi la même analyse séquentielle pour réussir à reconstruire la clé binaire. Ils ont entré la clé de cryptage dans l’algorithme, révélant un fichier texte brut de « The Wonderful Wizard of Oz ». Les chercheurs affirment que leurs résultats démontrent que le cryptage des informations moléculaires avec des mélanges de polymères définis par séquence est suffisamment durable pour les applications du monde réel, telles que la dissimulation de messages secrets dans des lettres et des objets en plastique.
Samuel D. Dahlhauser et al, Cryptage moléculaire et stéganographie à l’aide de mélanges d’oligouréthanes séquencés simultanément et définis par séquence, Sciences centrales de l’AEC (2022). DOI : 10.1021/acscentsci.2c00460