Provrör med OTHO gel

OTHO molekylen kan varieras på många olika sätt. Bilden visar fyra stycken geler baserade på OTHO molekylen. Färgen beror på införlivandet av ljusabsorberade fragment till grundstrukturen.​​​

​Foto: Mats Tiborn/ Chalmers

Var vänlig identifiera dig med ditt självlysande slajm

Att använda digitala lösningar för att identifiera sig och verifiera handlingar har blivit allt vanligare, men digitala koder kan knäckas. Forskare på Chalmers föreslår i en artikel i tidskriften Chemical Science ett alternativ till det digitala, nämligen en självlysande gel.​
​Vad händer om man blandar en självlysande molekyl, två molekyler som reagerar på ljus och en gel? Ett hacksäkert identifieringssystem, menar docent Henrik Sundén vid institutionen Kemi och kemiteknik, Chalmers. 

Identifieringstekniken bygger på att kunna uppge rätt färg inom det väletablerade CIE-diagrammet. Genom att belysa identifieringsgelen under en given tid och med en given våglängd på ljuset uppenbarar sig rätt färg. Vilken färg som avges kan styras på flera olika sätt. Dels beror det på sammansättningen av molekylerna, men även på vilken/vilka våglängder som gelen belyses med och hur länge.  Bara den som har tillgång till rätt belysningssekvens samt rätt sammansättning av molekyler kommer lyckas uppge rätt koordinater i CIE-diagrammet. Det är med andra ord omöjligt att ge rätt identifieringskod utan gelen. Blandningen kan potentiellt innebära grunden för ett hacksäkert autentiseringssystem.
 
– Traditionella metoder för dessa ändamål kräver komplexa matematiska algoritmer och processorkraft. Genom att istället använda en gel och ljus kan vi åstadkomma liknande resultat med betydligt mindre resurser, säger Henrik Sundén.
  
Tekniken bygger på en gel som innehåller en sorts självlysande, eller fluorescerande, molekyler, och en eller två typer av fotoresponsiva molekyler som triggas av ljusexponering. Den fluorescerande molekylen lyser naturligt i en blå ton, men när dess blåa ljus skiner på de fotoresponsiva molekylerna aktiveras de och blandningen börjar lysa i en annan färg. Den omslutande gelen består av en specialdesignad molekyl med självläkande egenskaper. Detta gör att identifieringsgelen går att återanvända gång på gång. Tack vare komplexiteten i processerna som ligger till grund för gelens färgförändringar så är det praktiskt omöjligt att förutspå dessa utifrån en given belysningssekvens. Det är samma oförutsägbarhet som ligger bakom dagens digitala krypteringsalgoritmer. 
 
– Till skillnad från digitala lösningar går det inte att hacka molekyler. När du identifierar dig med dagens digitala system, så kan förmodligen koden hackas, men kopplar vi bort det digitala och istället använder en gel och en spektrofotometer kan vi skapa koder som inte går att knäcka på digital väg, säger Henrik Sundén.
 
Genom att använda det etablerade färgdiagrammet CIE som koordinatsystem kan äkthet verifieras. Tanken är att båda parter i identifieringssituationen är överens om en viss sammansättning av gelen. När identifieringen sker får den som ska legitimera sig ett antal våglängder att utsätta gelen för samt tidsangivelse för hur länge. De färger som framträder efter rätt exponering plottas in i koordinatsystemet. Dessa ger en icke-linjär kurva som är helt unik för just de inmatade förutsättningarna. Stämmer båda parters resultat med varandra är identifieringen godkänd. 
 
Kombinationen av rätt belysningssekvens, samt sammansättningen och koncentrationen av gelen innebär ett oöverskådligt antal kombinationer. I artikeln visar forskarna att konceptet fungerar. Det återstår dock mycket vidare forskning, men i framtiden kommer du kanske ha slajm i fickan istället för Bank ID. 

Läs artikeln här​

Text och bild: Mats Tiborn

Publicerad: fr 22 mar 2019. Ändrad: on 10 apr 2019