Las máquinas susurran nuestros secretos

Los espías pueden aprender lo que hace una máquina a partir de los sonidos que hace

• Fecha : 25 de febrero de 2019
• Fuente : Universidad de California - Riverside
• Resumen : Los científicos demostraron que podían reconstruir lo que estaba haciendo un investigador al registrar los sonidos del instrumento de laboratorio utilizado. El método detecta con precisión qué tipo de ADN está haciendo un sintetizador de ADN. Eso significa que los laboratorios académicos, industriales y gubernamentales están potencialmente abiertos paraespionaje que podría desestabilizar la investigación, poner en peligro el desarrollo de productos e incluso poner en riesgo la seguridad nacional.

Los instrumentos de laboratorio son herramientas importantes a lo largo de la investigación y la atención médica. Pero, ¿qué pasa si esos instrumentos están filtrando información valiosa?

En lo que respecta a la bioseguridad, esto podría ser una amenaza muy real, según un grupo de investigadores de la Universidad de California, Irvine y la Universidad de California, Riverside. Simplemente grabando los sonidos de un instrumento de laboratorio común, ellos miembros del equipo podrían reconstruir lo que estaba haciendo un investigador con ese instrumento.

"Cualquier máquina activa emite un rastro de alguna forma: residuo físico, radiación electromagnética, ruido acústico, etc. La cantidad de información en estos rastros es inmensa, y solo hemos tocado la punta del iceberg en términos de lo que podemosaprender y realizar ingeniería inversa sobre la máquina que los generó ", dijo Philip Brisk, profesor asociado de ciencias de la computación de UC Riverside que trabajó en el proyecto.

En un documento presentado en el Simposio de Seguridad de Redes y Sistemas Distribuidos, el grupo demostró que podían reconstruir lo que estaba haciendo un investigador al grabar los sonidos del instrumento de laboratorio utilizado. Eso significa que los laboratorios académicos, industriales y gubernamentales están potencialmente abiertos paraespionaje que podría desestabilizar la investigación, poner en peligro el desarrollo de productos e incluso poner en riesgo la seguridad nacional.

Los investigadores se preguntaron si era posible determinar qué producía un sintetizador de ADN a partir de los sonidos que producían sus componentes a medida que avanzaba su rutina de fabricación.

Los sintetizadores de ADN son máquinas que permiten a los usuarios construir moléculas de ADN personalizadas a partir de unos pocos ingredientes básicos. Los investigadores suelen construir segmentos de ADN para insertarlos en el genoma de otros organismos, especialmente bacterias, para crear nuevos organismos. A veces, estos sistemas vivos se utilizan parahacer nuevos productos farmacéuticos valiosos u otros productos

Moisk Abdullah Al Faruque, profesor de ingeniería eléctrica e informática de Brisk y UC Irvine, y su estudiante de doctorado Sina Faezi; junto con John C. Chaput, profesor de ciencias farmacéuticas en UC Irvine; y William Grover, profesor de bioingeniería en UC Riverside, establecieronmicrófonos similares a los de un teléfono inteligente en varios puntos cerca de un sintetizador de ADN en el laboratorio de Chaput.

Todo el ADN se construye a partir de solo cuatro bases, adenina A, guanina G, citosina C y timina T, dispuestas en combinaciones casi infinitas. Los patrones o secuencias específicos se pueden leer comopista sobre qué tipo de ADN es.

los sintetizadores de ADN contienen componentes que se abren y cierran para liberar químicos a medida que fabrican cada una de estas bases, junto con los tubos y cámaras a través de los cuales fluyen. Estos mecanismos producen sonidos distintivos mientras funcionan.

Después de filtrar el ruido de fondo y ejecutar varios ajustes en el sonido grabado, los investigadores encontraron que las diferencias eran demasiado sutiles para que los humanos las noten.

"Pero a través de una cuidadosa ingeniería de características y un algoritmo de aprendizaje automático a medida escrito en nuestro laboratorio, pudimos identificar esas diferencias", dijo Faezi. Los investigadores pudieron distinguir fácilmente cada vez que la máquina producía A, G, C o T.

Cuando los investigadores usaron software para analizar los patrones de AGCT que adquirieron a través de las grabaciones, identificaron el tipo correcto de ADN con un 86 por ciento de precisión. Al ejecutarlo a través de un software adicional de secuenciación de ADN conocido, aumentaron la precisión a casi el 100 por ciento.

Utilizando este método, un observador experto podría saber si la máquina estaba produciendo ADN de ántrax, viruela o ébola, por ejemplo, o un ADN comercialmente valioso destinado a ser un secreto comercial. El método podría ayudar a la policía a prevenir el bioterrorismo, peroTambién podría ser utilizado por delincuentes o terroristas para interceptar secretos biológicos.

"Hace unos años, publicamos un estudio sobre un método similar para robar planes de objetos que se fabrican en impresoras 3D, pero este ataque de sintetizador de ADN es potencialmente mucho más grave", dijo Al Faruque.

Los investigadores recomiendan que los laboratorios que usan máquinas sintetizadoras de ADN establezcan medidas de seguridad, como controlar estrictamente el acceso a las máquinas y quitar dispositivos de grabación que parecen inocuos que quedan cerca de la máquina. También recomiendan que los fabricantes de máquinas comiencen a diseñar componentes para reducir el número desonidos que producen, ya sea rediseñando o reposicionando los componentes o envueltos en material absorbente de sonido.

Casi todas las máquinas utilizadas en la investigación biomédica producen algún tipo de sonido, señalaron Brisk y Grover, y el truco podría aplicarse a cualquier máquina.

"El mensaje final para los bioingenieros es que debemos preocuparnos por estos problemas de seguridad cuando diseñamos instrumentos", dijo Grover.

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Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.