針對安全協議展開的討論,在很大程度上依舊停留在實驗室預期的設想層面,這類研究嘗試借助微生物的生化反應去執行計算任務,其潛在的安全考量主要聚焦於兩個方面,其一為確保計算過程自身的生物安全性,避免基因工程微生物出現洩露情況,其二是思考怎樣運用這種新型計算範式來提升傳統信息安全的可能性,當下,該領域距離實際投入使用還存在極大差距,其宣稱的安全優勢與現實風險之間存在明顯矛盾。

如何評估細菌計算協議的生物洩漏風險

當作計算載體的細菌,其首要風險在於生物安全,工程改造後的菌株,一旦離開了受控的實驗室環境,便有可能對自然微生物群落造成難以預測的影響,即便研究人員給細菌設計了“基因迴路自殺開關”,然而環境因素的複雜性,或許會讓這些安全機制失效。

從信息安全的角度來看,存在這樣一種情況,一種細菌在存儲或者處理敏感數據,要是它被無意間攝入了,或者出現了傳播的情況,那麼就有可能致使數據以生物的形式進行擴散。這種風險跟傳統電子設備失竊是完全不一樣的兩個情況,它涉及到生物污染以及基因水平轉移等一些不可逆的過程,關於其後果的嚴重性以及可控性,目前是很難做到準確評估的。

細菌計算在數據加密中的實際原理是什麼

該加密原理常常被說成是藉助DNA序列給信息編碼,或者把細菌群體的生化反應進程當作加密算法。比如說,能夠把信息轉變為特定的DNA短序列,插入到細菌質粒當中,而只有掌握特定的生化密鑰比如某種誘導劑才能夠促使細菌表達並讀取信息。

然而,這種加密在強度方面是備受質疑的。生化反應的速度呈現出緩慢的態勢、出錯率處於較高的水平,並且加解密的過程對於特定的實驗室條件存在著嚴重的依賴情況。與成熟的數學加密算法(像是AES、RSA)相比較而言,它在安全性、效率以及可靠性這些方面均是極為低下的,更像是一種概念演示,而並非是實用的安全解決方案。

為何細菌計算難以防禦側信道攻擊

憑藉剖析物理系統的旁路信息(像功耗、電磁輻射、時間這類),側信道攻擊得以去竊取密鑰。於細菌計算裡,側信道能夠呈現為培養皿當中的營養消耗速率,或者是代謝產物的濃度變化,又或者是細菌群體的發光模式等能夠被觀測到的生化參數。

那些攻擊者藉助精密監測這些生物參數的變動情況,存在著反推出內部所開展的計算進程或者所存儲的數據的可能性。鑑於生物系統具備開放性以及復雜性這種特性,對這些旁路信息實現隔離是極其困難的,如此一來就致使構建安全的物理隔離環境而付出的成本很高,並且幾乎沒辦法確保是絕對的安全。

現有生物安全規範能否覆蓋計算用途的細菌

現有的生物安全實驗室分級,也就是從BSL – 1至BSL – 4,主要是針對病原性以及傳染性風險的,然而並沒有專門去涵蓋用於信息處理的工程微生物。即便那並非致病性的大腸桿菌,當其被改造之後用於計算,並且有可能攜帶敏感數據時,其安全等級究竟應該怎樣去劃定,當前的規範是處於一片空白狀態的。

這表明,與之相關的研究,或許能夠在生物安全等級不是很高的情況下開展,然而卻要承受更高的數據安全方面的風險。由於缺少具有針對性的監管協議,致使從培養一直到操作,再到滅活的一整個生命週期裡,都存在著管理上的漏洞,數據有可能會隨著細菌廢棄物一起,被不恰當地進行處置。

細菌計算協議存在哪些可靠性瓶頸

進行計算的細菌依靠活體細胞,這是細菌計算的基礎,而可靠性又是安全的根基所在。細菌計算所依賴的活體細胞,其狀態會受到溫度、pH值、營養濃度、種群競爭等諸多數量無數的影響因素,所以計算結果的穩定性遠遠比不上矽基芯片。僅僅一次意外出現的溫度波動,或者僅有污染物的一次入侵,就極有可能致使整個計算過程走向失敗,或者出現數據錯誤的情形。

它這種固有的不可靠性質,致使其沒辦法被用於那種對保證度要求高的安全關鍵任務。任何基於脆弱生物過程構建起來的加密或者認證協議,它自身就是系統裡最薄弱的那個環節,攻擊者甚至都不需要去破解算法,僅僅干擾一下培養環境就能實施破壞行為。

相比量子計算等新型安全技術有何劣勢

當處於探索下一代安全技術這個階段時,量子密碼學是依據物理定律的,它的安全性有著嚴格的證明,並且已經進入到實用化階段了。然而細菌計算關於安全的主張大多來源於生物系統的複雜性,這種複雜性是難以通過建模去證明其安全的,而且其本身還引入了巨大的不可控性。

從發展的路徑方面來看,量子技術存在明顯清晰的硬件還有理論的演進路線。細菌計算卻需要同時去攻克合成生物學以及信息安全的雙重挑戰,這兩者的難度彼此疊加,致使其在能夠預見到的未來都很難在安全協議領域去扮演嚴肅的角色。

對於那些意在構建未來安全體系的研究者來講,究竟是應當持續對這類具備著高度不確定性的生物混合系統展開探索,還是要把資源聚焦於更有著堅實理論基礎以及技術路徑的領域呢?您怎樣去看待這類前沿然而風險狀況不明的交叉研究它真實的價值以及邊界呢?歡迎在評論區當中分享您的見解,要是討論具備價值,請點贊予以支持從而讓更多人能夠看到。

Posted in

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *