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  • 为解决这一问题微软研究院与华盛顿大学的分子信息系统实验室MISL合作正在研发高密度DNA串数据存储技术。研究人员表示“我们认为把DNA作为存储介质来探索相关系统设计问题的时机已经成熟。” 微软和华盛顿大学研究...

    在信息爆炸的时代硬盘容量的需求大幅提升有相关报道预计明年全球存储容量最大可达16ZB以上。为解决这一问题微软研究院与华盛顿大学的分子信息系统实验室MISL合作正在研发高密度DNA串数据存储技术。研究人员表示“我们认为把DNA作为存储介质来探索相关系统设计问题的时机已经成熟。”

    http://static.cnbetacdn.com/article/2016/0413/f819d745bfb9b16.jpg

    微软和华盛顿大学研究人员指出1立方毫米的DNA可存储1EB的数据DNA串数据存储技术的半衰期超过了500年。 他们目前可以利用DNA串数据存储技术研发出一块方糖大小的存储设备可容纳1EB数据。这相当于Facebook两年前在美国俄勒冈州普莱恩维尔建立的整座冷存储超级数据中心的容量。

    不过华盛顿大学研究人员在一篇文章中说道“目前DNA存储技术遭遇的最大障碍就是大规模读写DNA的成本和效率比较低。”这也意味着DNA硬盘的读写过程需要更长的时间来处理然而这并不符合当前用户对电脑硬盘的需求。

    微软希望能在未来把这项技术和现有硅技术硬盘结合起来创造出更安全快速的大容量硬盘。



    本文转自d1net转载

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  • · DNA是最强大的存储系统之一,这项技术可以在十年左右的时间里提供给消费者。 信息处理 DNA包括一个活的有机体的所有信息。它对生命的一切信息都进行了编码。这就是为什么很多公司,如微软,投资研究将其用于数据...

    导语:

    · 利用DNA存储将满足我们日益增长的数据需求–仅仅四克的DNA可以包含一年内所有人类共同产生的信息。

    · DNA是最强大的存储系统之一,这项技术可以在十年左右的时间里提供给消费者。

    信息处理

    DNA包括一个活的有机体的所有信息。它对生命的一切信息都进行了编码。这就是为什么很多公司,如微软,投资研究将其用于数据存储的原因。不同于大多数现有数据存储设备的存在,DNA不会随着时间的推移而消减,而且它非常紧凑。举个例子,仅仅四克的DNA可以包含一年的所有人类共同产生的信息。

    随着人类的进步,我们生产和消费的数据量越来越大。仅仅一个1.44Mb的软盘就能满足我们需要的时代已经过去了。不断增长的数据需求决定了我们需要一个更加强大和持久的数据存储装置。在一项发表于《科学》杂志上的研究中,研究人员Yaniv Erlich和Dina Zielinski表明,DNA也许可以解决我们对数据存储的需求。

    Erlich和Zielinski存储了6个文件到72000条DNA链中,每条DNA链有200个碱基长度。这些文件包括一个完整的计算机操作系统,一部1895年的法国电影,一个亚马逊礼品卡,一个计算机病毒,一个Pioneer plaque,和一位信息理论家Claude Shannon的研究结果。“我们将这些文件的字节映射到DNA核苷酸上,然后,我们合成了这些核苷酸并将其分子储存在试管中。”Erlich向ResearchGate介绍道。“为了将这些信息进行封装,我们利用编码理论中的数学概念设计了一个实行策略——DNA Fountain,它可以使我们获得最佳的封装效果,这是本研究中最具挑战性的部分。”

    为了重新获得这些数据,研究人员利用DNA测序技术和一个软件将遗传代码转换回二进制。“为了恢复信息,我们对分子进行了测序,这是基本的过程。” Erlich说。值得注意的是,恢复的文件并不存在误差。

    一项新的研究证实,存储的未来是DNA

    图片来源:pixabay

    它可以保存一个世纪

    人类保存数据完整的手段,多年来已大大提高,我们经历了从纸到磁膜再到芯片的进步。但DNA提供了一个更好的选择。Erlich解释道:

    DNA有几大优势,首先,它比传统媒介要小得多。事实上,我们的研究中表明,我们可以通过DNA存储获得215PB/g(PB,Petabyte,拍字节或千万亿字节或千T字节)的密度!第二,DNA可以存在很长一段时间,超过100年,这是远高于传统媒介的数量级。你可以试着去听听任何90年代的磁带,看它的效果如何。

    Erlich也认为,技术会随着时间的推移而不断进步。“传统媒介因为数字化而遭到废弃。我父母有8mm磁带,但现在已经基本无用了。”他补充道。“DNA已经存在了30亿年左右,人类不可能失去读取这些分子的能力。如果无法读取DNA,我们会遇到比数据存储更棘手的问题。”

    被问及这项技术何时可以真正成熟时,Erlich给了一个比较乐观的预估。“我猜会是十多年后,”他说,“我们仍在初期阶段,不过磁性媒体当初也是经历了多年的发展才真正被使用的。”

    最后,Erlich和Zielinski的研究为探索生物计算机的未来提供了更多借鉴。“这开启了利用分子生物学工具辅助计算的可能性,” Erlich说。“这是另一方面。”

    本文转自d1net(转载)

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  • 在今年三月,有研究人员已经成功地将数字信息存储DNA之上,其中包括一个完整的操作系统、一部电影、一张亚马逊礼品卡、一份研究报告甚至是一个计算机病毒。 事实上,如果有人将恶意程序存储到DNA中,它真的就会像...
    本文讲的是把恶意程序存储到DNA上?黑客们的又一新发现你知道吗?1克的DNA就可以存储1,000,000,000TB的数据1000多年。

    在今年三月,有研究人员已经成功地将数字信息存储到DNA之上,其中包括一个完整的操作系统、一部电影、一张亚马逊礼品卡、一份研究报告甚至是一个计算机病毒。

    把恶意程序存储到DNA上?黑客们的又一新发现

    事实上,如果有人将恶意程序存储到DNA中,它真的就会像一个受感染的USB存储设备一样,去劫持甚至读取你的电脑内容。

    最近来自西雅图华盛顿大学的一组研究人员则演示了首个基于DNA的exp,他们将恶意代码写到了合成DNA螺旋之上。

    为了达到这个目标,研究人员首先构建了“生物恶意程序”,然后将其编码到一小段DNA之上,当DNA测序仪读取数据的时候,恶意代码就能彻底控制处理这段基因数据的计算机。

    DNA处理软件本身就存在很多不安全因素,其中包含不安全的函数调用、缓冲区溢出等。

    “我们分析了13个常用的开放源代码程序的安全性,他们都是采用C / C ++编写的程序,”该研究论文题目为“"Computer Security, Privacy, and DNA Sequencing: Compromising Computers with Synthesized DNA, Privacy Leaks, and More."全文在这里

    研究人员发现现有的生物分析程序存在很多不安全的C语言库函数调用,也就是说DNA处理软件并未采用现代主流的软件安全实践。

    为了创建生物恶意软件,研究人员将简单的计算机程序翻译成短的176个DNA字母,分别表示为A,G,C和T,每个代表一个二进制对(A = 00,C = 01,G = 10 ,T = 11)。

    而系统漏洞则利用了基本的缓冲区溢出并发起攻击,这其中有一个软件程序负责执行恶意命令,因为它超出了最大长度。实际上,这个恶意命令连接到了该团队所控制的服务器,所以,研究人员也在实验室控制了一台计算机,用于分析该DNA文件。

    研究人员说:“我们的漏洞没有针对生物学家在现场使用的程序,而是通过修改来使得其包含一个已知的漏洞,进而进行研究。”

    也许这种漏洞很快就不会对我们再造成任何威胁了,但还需要注意的是,黑客将来可能会使用我们无意间泄露的DNA样本来获取电脑密码,并窃取信息,甚至可因此能攻击法医实验室,医院和医院安装的DNA数据存储中心医疗设备。

    在下周的Usenix安全研究会议上,研究人员将首谈“计算机系统中基于DNA 的exp”,深入解释这种攻击方式,有兴趣的可以阅读到时发布的研究报告。




    原文发布时间为:2017年8月18日
    本文作者:鲁班七号
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  • 据外媒报道,复活猛犸象一直是许多科学家的梦想,现在我们离将其变成现实又近了一步,因为人类读取生物DNA存储信息的技术正在快速提高。同时,DNA未来可能还会成为新的海量存储装置。据估算,DNA存储的数据量可达...

    据外媒报道,复活猛犸象一直是许多科学家的梦想,现在我们离将其变成现实又近了一步,因为人类读取生物DNA中存储信息的技术正在快速提高。同时,DNA未来可能还会成为新的海量存储装置。据估算,DNA存储的数据量可达相同大小光盘的1万亿倍。

    近日,哈佛大学威斯生物工程实验室的一个团队就利用先进的CRISPR基因编辑系统打造了首款“分子记录仪”。

    有了分子记录仪,人类就能记录基因组中的数据,未来这些数据可以随意访问或复制,帮助医生抗击疾病,同时加深我们对生物学的理解。

    为了证明这一理论,该团队成功将复杂的信息编码在了细菌细胞的DNA中。这段复杂信息包括一张人手的照片和1878年一部经典电影中骏马飞驰的片段。

    被编入DNA的经典电影片段

    当然,这并不意味着未来你能拿着自家的基因改造宠物直接观看新一季的《权力的游戏》。

    其实主导该项目的专家乔治-秋奇也在做猛犸象的基因测序,他希望能将这种原始生物复活来保护西伯利亚冻土区的生态环境。

    鉴于基因能成为海量存储装置,秋奇和他的团队希望将活体细胞变成人体的“黑匣子”,用来存储各种关键数据。

    “我们想把细胞变成历史学家。”神经科学家塞斯-斯普曼说道。“我们设想了一个生物记忆系统,它体积更小,而且是全能型选手,未来将负责追踪发生在我们身上的每件事,打造专属的纪录片。”

    对科学家来说,这种能解读细胞中存储初始数据的工具简直是无价之宝。“我们可以将它当成配方来设计类似的细胞。”斯普曼说道。“医生可以分析疾病的成因并找到相应的治疗方法。”

    最终,该技术还能帮科学家解读人类的终极奥秘——大脑的工作方式。

    斯普曼表示:“我们想利用神经元记录下大脑的分子历史,有了分子记录仪,科学家就能一次性采集到脑细胞携带的数据并对细胞进行直接观察。”

    该团队表示,整个编码过程中,动物并不会受到伤害,但细菌细胞却受到了不少影响。

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    2021-03-01 11:04:57
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