A Híd, 2003. január-június (3. évfolyam, 85-108. szám)
2003-06-13 / 106. szám
A HÍD 13 2003.JUNIUS 13. T UDOMÁNY FÉNY HORDOZHATJA A SZUPERTITKOS ÜZENETEKET Június 10. Angol kutatók úgy vélik, néhány éven belül forradalmian új megoldást vezethetnek be a titkosításban: fénykvantumok (fotonok) állapota hordozhatja majd az információt. A kísérletek ígéretesek, de a kvantum-kriptográfia gyakorlati alkalmazása előtt még áll néhány akadály. A ma legkorszerűbb és gyakorlatilag feltörhetetlen “hagyományos” titkosítási módszerek lényege, hogy más kulcsot használnak a titkosításhoz és mást a megfejtéshez. A kódolt üzenet lényegében az eredeti üzenet és a kulcs szorzata, a feltöréshez meg kell találni a szorzat tényezőit, a prímszámokat. A módszer hatékonysága abban rejlik, hogy a nagy számok szorzataként előálló, tizedes rendszerben is akár több száz számjegyből álló nagy számokról nehezen állapítható meg, hogy valójában szorzatok-e és milyen számok szorzataként állították elő őket. Ezért is érdeklik annyira a kriptográfia szakértőit a . Ma már olyan nagy számokkal is kódolnak, amelyeket szakértők szerint bolygónk összes számítógépével sem lehetne a világegyetem eddigi koránál (15 milliárd év) rövidebb idő alatt feltörni. A csak milliárd évek alatt feltörhető kód gyakorlatilag tökéletesen biztos. Akár abba is lehetne hagyni a titkosítás további fejlesztését, új módszerek keresését. Ugyanakkor nem kizárt, hogy egyszer találnak majd egy egyszerű módszert a nagy számok szorzótényezőkre bontására, és akkor értéktelenné válik a ma tökéletesnek hitt megoldás. A kvantum-kriptográfia egyelőre csak a problémakör egyetlen elemére próbál minden eddiginél tökéletesebb megoldást adni: a kulcs továbbítására. Nem zárja ki a kulcs illetéktelen kezekbe kerülését, viszont abszolút biztosan jelzi, ha a kulcsot valaki továbbítás közben megnézte, elolvasta. A kulcs leírását a fotonok kvantumállapota hordozza, például a 0 bitnek a függőlegesen polarizált, az 1 bitnek a vízszintesen polarizált állapot felel meg. Ehhez először is szükség van egy olyan szerkezetre, amely egyesével állítja elő, indítja útnak a fotonokat. A olyan fénykibocsátó diódát (LED) alkottak, amely bekapcsoláskor mindig csak egyetlen fotont indít útnak. A készülék egyelőre csak erősen lehűtve, rendkívül alacsony hőmérsékleten működik. Szükséges továbbá olyan szerkezet, amely a célállomáson egyenként érzékeli a beérkező fotonokat. A küldő és a fogadó között fényvezető optikai kábelben haladnak a fotonok. A Toshiba cambridge-i laboratóriumának munkatársai nemrég 100 kilométer hosszú kábelen továbbítottak sikeresen egyesével fotonokat. Másodpercenként 2 kilobit adatot hordoztak a fotonok. Az új megoldás további előnye, hogy ha útközben valaki a fotonok útjába helyezett műszerével leolvasná az információt, képtelen lenne lemásolni, és újra útjára indítani az üzenetet. Az információ kiolvasásakor ugyanis megváltozik a foton kvantumállapota, tehát más információt vinne tovább, ha egyáltalán tovább tudnák küldeni. A fotonok hordozta kulcsinformációt így elvileg meg lehetne szerezni, de erről a címzett azonnal értesülne, mert hozzá már rossz, használhatatlan kulcs érkezne. A zavartalanul, közbenső beavatkozás nélkül beérkező kulcs így további garanciát nyújtana, ugyanakkor korlátozza is a kvantumtitkosítás felhasználhatóságát. A szárazföldi vagy tengeralatti optikai kábeleket ugyanis helyenként erősítők, jelismétlők szakítják meg, hogy ellensúlyozzák a jel természetes gyengülését. Kvantumtechnikával csak az első erősítőig küldhető információ, tovább nem. Ez gyakorlatilag a nagyvárosokra korlátozza a lehetőségeket, a most sikeresen kipróbált 100 kilométeres jeltovábbítás elegendő London vagy Tokió ellátására. A tervezők arra számítanak, hogy elsősorban bankok és más pénzügyi intézmények lesznek az első felhasználók. Ugyanakkor köztudott, hogy a mégoly tökéletes technikai megoldások sem garantálhatják az abszolút biztonságot. Az Egyesült Államok Nemzetbiztonsági Ügynökségének egyik munkatársa szerint a kívánt információk megszerzésére vannak olcsó, megbízható, ún. “3B” módszerek: burglary (betörés), bribery (megvesztegetés) és blackmail (zsarolás). Röviden Geostart: sokfunkciós MÉLYTENGERI SZONDA Június 6. Több funkciót ellátó mélytengeri szondát bocsátottak le nemrég olasz, kutatók a Földközi-tengerbe. A Geostar nevet viselő szonda elsősorban a tenger fenekén észlelhető tektonikus mozgásokat figyeli majd meg, ami egyrészt az Etna egyre gyakoribb kitöréseinek, másrészt a Földközi-tenger medencéjében erősödőén jelentkező földrengések időben történő észlelését tekintve lesz jelentős. A Geostart rendkívüli 4000 méteres mélységbe bocsátották le, a tirrén-tengeri Ustia sziget közelében az olasz Urania kutatóhajóról. A félgömb alakú szerkezetet titán és műanyag alkatrészekkel szerelték fel, amelyek ellenállnak az. óriási nyomásnak. Műszerei szinte mindent, ami egy mélytengeri automata kutatóbázistól elvárható érzékelnek. így például a Geostar méri a földmágnesességet, a szeizmikus mozgásokat, a gravitációt, a talaj összetételét és speciális érzékelői segítségével a mélyben előforduló élővilágot is vizsgálja. Világító csodaszövet Június 10. Kutatók elkészítették egy olyan szövetnek a prototípusát, amely önmagában világít. A különleges anyagot úgy készítik, hogy egy poliészter anvagba belevarmak egy optikai szálat, melyhez egy akkumulátor kapcsolódik. Az optikai szál lényegében egy üvegszál, melyet műanyaggal ötvöznek, hogy a szövőgépek a természetes textilszállal együtt könnyedén anyaggá formálhassák. A szálak szerkezetét, színeit és felhasználhatóságát egyelőre tesztelik, és a szövet továbbfejlesztésén dolgoznak. A kutatók felé naponta érkeznek újabb és újabb kérések az anyag felhasználásával kapcsolatban. Sokan az autók kárpitjánál, vagy éppen az éjszakai élet legkülönbözőbb területein szeretnék hasznosítani a világító anyagot. Egyedülálló MAGYAR FEJLESZTÉS Június 9. A Magyar Tudományos Akadémia, Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézetének munkatársai egy olyan mikroszkópot fejlesztettek ki, amellyel nemhogy a szemmel, de az átlagos mikroszkópkkal sem érzékelhető részecskék is vizsgálhatóvá tehetők. A magyar fejlesztés egyedülálló Kelet-Európában, sőt egyelőre Nyugat-Kurópában is csak kettő kutatócsoport dolgozik ilyennel. Heves viták Kolombusz csontjaiért Június 9. Elképzelhető, hogy végre véget érnek a találgatások Kolumbusz Kristóf halálának körülményeiről. Evek óta vérremenő vitákat szül a Dominikai Köztársaság és Spanyolország között az, hogy vajon melyik ország birtokolja Amerika felfedezőjének földi maradványait. Egy spanyol kutatócsoport azt állítja, hogy' a héten egy' bronz ládikában Kolumbusz Kristóf csontjaira bukkant. Kijelentésüket arra alapozzák, hogy' a fém tároló edényen a nagy felfedező neve és halálának dátuma szerepel. A Dominikai Köztársaság vezetése azonban továbbra is cáfolja, hogy' a most talált lelet az olasz felfedező csontjait tartalmazza. A döntő bizonyítékokra azonban még legalább fél évet várni kell, akkorra zárulhat le ugyanis Kolumbusz és fia földi maradványainak összehasonlító DNS-vizsgálata. KÖZEL A KIHALÁSHOZ Június 10. A legújabb genetikai vizsgálatok alapján 70 ezer évvel ezelőtt mindössze kétezer (!) egyedre fogyatkozott az emberi faj lélekszáma. Közeli genetikai rokonainkkal, a csimpánzokkal ellentétben mi emberek genetikai értelemben szinte egyformák vagyunk. Bár a genomprogramok eredményei alapján két ember között átlagosan három milliónyi betűeltérés van a három milliárd betűből álló genetikai állományban, ez igen kis változatosságot jelent: egy csimpánzcsoport két tagja között nagyobb genetikai különbséget találhatunk, mint a két leginkább különböző ember között az egész Földön. Ez azt jelenti, hogy a mai emberhez (Homo sapiens sapiens) vezető fejlődés során egy komoly populáció-beszűkülés történt, vagyis fajunk egyedszáma egy időben alaposan megcsappant. Az egymáshoz képest csekély változatosságot mutató túlélőkből fejlődött ki aztán a mai, emiatt szintén kevéssé változatos, több mint hat milliárdos populáció. (A szakirodalom ezt palacknyak-hatásnak nevezi: a populáció és génkészletének átmeneti beszűkülése.) Egy amerikai-orosz kutatócsoport (a Stanford Egyetem és az Orosz Tudományos Akadémia kutatói) a világ 52 tájáról gyűjtött emberi DNS-mintákat hasonlítottak össze. Olyan jellegzetes ismétlődő szekvenciákat (ún. mikroszatellitákat) vizsgáltak, amelyek magas mutációs rátájuk miatt remek evolúciós óraként alkalmazhatók. Ez azt jelenti, hogy miközben generációról generációra továbbadódnak, sok öröklődő változás keletkezik bennük, s ezek alapján meg lehet állapítani például két populáció elkülönülésének időpontját. Az eredmények megerősítették a palacknyak-hatás egykori létezését, ami egészen drámai mértékű lehetett: mintegy 70 000 évvel ezelőtt az a szegényes génkészletű populáció, amelyből a mai emberek származnak, körülbelül 2000 főre apadhatott. Bármilyen komolyabb természeti csapás, háború vagy járvány könnyedén végezhetett volna vele. Az emberi faj akkor valóban a kihalás szélére sodródott. Nem zárható ki, hogy más, genetikailag jelentősen eltérő populációk is jelen voltak akkoriban Afrikában, ám ezeknek nem maradt nyoma. Az új eredmények alapján az alaposan beszűkült csoport megkezdte elvándorlását az öreg kontinensről, azaz a Homo sapiens csak 70 000 éve kezdte meghódítani a világot. A kutatók az American Journal of Human Genetics című szaklapban mutatták be eredményeiket.
