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前沿视点:生物黑客的剧幕已经拉起

发布时间:2017-08-12 01:57文章来源:互联网文章作者: 佚名点击次数:
最新的研究表明:生物黑客能够在DNA链中编码恶意软件 前情提要 生物学家在合成DNA时,他们会尽力避免创造或传播那些危险的遗传密码片段,这里所谓的“危险”,是指这种遗传密码可能被用来制造毒素,甚至是某种传染

最新的研究表明:生物黑客能够在DNA链中编码恶意软件

前情提要

生物学家在合成DNA时,他们会尽力避免创造或传播那些危险的遗传密码片段,这里所谓的“危险”,是指这种遗传密码可能被用来制造毒素,甚至是某种传染病。但是,最近,有一个生物黑客团队已经证明了DNA可以携带一种预先设定好的威胁,这种威胁不是针对人或动物的,而是针对计算机的,这就是说生物黑客能够在DNA链中编写自己的恶意代码

在周四的USENIX安全研讨会上,来自华盛顿大学的一组研究人员首次声明将恶意软件编码到物理的DNA链中的可能性。因此,当基因测序仪对其进行分析时,产生的数据就变成了一个程序,它能够破坏基因测序软件并控制了底层计算机。尽管这种攻击对任何真正的间谍或犯罪分子来说都是不现实的,但研究人员认为,随着DNA测序仪变得越来越普遍、其功能越来越强大,并且在敏感的计算机系统上由第三方服务执行,这种攻击可能会随着时间的推移而变得更加现实化。而且,对于网络安全社区而言,更为重要的是,它还意味着让人心潮澎湃的、纯粹的、黑客独创性的科幻壮举。

这一项目的负责人是Tadayoshi Kohno (华盛顿大学的计算机科学学院的教授),他说道:“我们知道,如果攻击者控制了计算机正在处理的数据,就意味着它可以接管电脑。与传统的黑客攻击技术如在网页中或电子邮件附件中包含恶意代码相比,在研究计算机&生物科学系统的安全性时,不仅要考虑网络连接、USB驱动器和终端用户,还考虑存储在DNA中的信息,后者是另外一种截然不同的威胁。”

科幻小说的剧情

目前,这种威胁听起来更像是Michael Crichton的科幻小说中的一个情节,,而不是一个计算生物学家的问题。但是,随着基因测序服务越来越集中(通常由拥有昂贵基因测序设备的大学实验室来处理),利用DNA传播恶意软件就变得越来越现实了。尤其是考虑到DNA样本来自外部来源,在实践中可能很难得到适当的审核。

研究人员Peter Ney称:如果黑客真的成功了,他们可能获得宝贵的知识产权,也可能污染基因分析,比如犯罪案件的DNA检测。公司甚至有可能将恶意代码放入转基因产品的DNA中,以此作为保护商业机密的一种方式。有很多有趣的(可能说“威胁”更合适)概念可能在不远的将来被实践和应用”。

无论研究的实际原因是什么,利用存储在DNA链中的信息来构造一个类似“exploit”的计算机攻击,这对于华盛顿大学的研究团队而言,是一个具有史诗级意义的黑客挑战。研究人员首先编写了一个极具代表性的“缓冲区溢出”漏洞,旨在填补计算机内存中的某个数据段的空白,然后溢出到内存的另一部分,以植入自己的恶意命令。

但是在实际DNA中编写攻击代码比他们最初想象的要困难的多。

这里首先普及一下DNA测序中主流的荧光成像方法的大概工作原理。研究人员将样品DNA通过化学PCR扩展,将其固定的到芯片上并加入化学荧光试剂,这些化学试剂会与DNA的不同碱基(A、T、G、C四种)相结合,由于不同碱基所带的荧光是不一样的,特定波长的光照射到这些样品上时,激活碱基的光的波长也不同的,此时对样品进行拍色,就可以补货到特定碱基的信号。在进行DNA测序时,需要连贯的进行化学反应-光学成像-数据处理,以此循环。

为了加快处理速度,数以百万计的DNA成像图片被分割成数千块并进行平行分析。因此,所有组成攻击的数据必须只适用于几百个碱基,以增加整个测序器并行处理的可能性。
前沿视点:生物黑客的剧幕已经拉起
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