安全专家担心量子日，即量子计算机变得如此强大以至于可以破解当今密码的那一天。有专家估计，这一天将在未来十年内到来。密码检查基于加密单向函数，该函数根据输入值计算输出值。这样就可以在不传输密码本身的情况下检查密码的有效性：单向函数将密码转换为输出值，然后可以使用该输出值在网上银行等领域检查其有效性。
单向函数的特殊之处在于，不可能使用它们的输出值来推断输入值(换句话说，即密码)。至少以今天的资源来说是不行的。然而，未来的量子计算机可以使这种逆计算变得更加容易。
苏黎世联邦理工学院的研究人员现在提出了一种加密单向函数，其工作方式与今天的不同，并且在未来也将是安全的。它不是使用算术运算来处理数据，而是以核苷酸序列(DNA的化学组成部分)的形式存储。
基于真实的随机性
“我们的系统基于真正的随机性。输入和输出值在物理上是相连的，并且只能从输入值到输出值，而不是相反，”该系教授罗伯特·格拉斯解释道。化学和应用生物科学。
“由于它是一个物理系统而不是数字系统，因此它无法通过算法进行解码，甚至无法通过在量子计算机上运行的算法进行解码，”格拉斯团队的博士生AnneLüscher补充道。她是该论文的主要作者，该论文发表在《自然通讯》杂志上。
研究人员的新系统可以作为一种防伪方式来证明艺术品等贵重物品的真实性。该技术还可用于追踪原材料和工业产品。
新的生化单向功能基于一亿个不同DNA分子库。每个分子包含两个具有随机核苷酸序列的片段：一个片段用于输入值，另一个片段用于输出值。池中的这些DNA分子中的每一个都有数百个相同的拷贝，并且池也可以分为几个池;它们是相同的，因为它们含有相同的随机DNA分子。池可以位于不同的地方，也可以构建到对象中。
任何拥有这个DNA库的人都拥有安全系统的锁。聚合酶链式反应(PCR)可用于测试采用短核苷酸序列形式的密钥或输入值。在PCR过程中，该键在数亿个DNA分子池中搜索具有匹配输入值的分子，然后PCR放大位于同一分子上的输出值。DNA测序用于使输出值可读。
乍一看，原理似乎很复杂。“然而，生产具有内置随机性的DNA分子既便宜又容易，”格拉斯说。以这种方式分割的DNA池的生产成本不到1瑞士法郎。使用DNA测序读出输出值更加耗时且昂贵，但许多生物实验室已经拥有必要的设备。
确保有价值的商品和供应链的安全
苏黎世联邦理工学院已为这项新技术申请了专利。研究人员现在希望对其进行优化和完善，以将其推向市场。由于使用该方法需要专门的实验室基础设施，科学家认为这种形式的密码验证目前最有可能的应用是用于高度敏感的商品或进入限制访问的建筑物。在DNA测序变得更加容易之前，这项技术不会成为更广泛的公众检查密码的选择。
人们已经对使用该技术进行艺术品防伪认证的想法进行了更多的思考。例如，如果一张图片有10个副本，艺术家可以用DNA池来标记它们——也许可以通过将DNA混合到颜料中，将其喷洒到图片上或将其涂在特定位置。
如果几位所有者后来希望确认这些艺术品的真实性，他们可以聚在一起，商定一个密钥(即输入值)并进行DNA测试。测试产生相同输出值的所有副本都将被证明是真实的。这项新技术还可以用于将只存在于数字世界中的NFT等加密资产与物体联系起来，从而与物理世界联系起来。
此外，它将支持工业产品或原材料供应链的防伪跟踪。“例如，航空业必须能够提供完整的证据，证明其仅使用原装部件。我们的技术可以保证可追溯性，”格拉斯说。此外，该方法还可用于标记原药或化妆品的真伪。
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