Des scientifiques de l’université du Texas sont parvenus à transmettre une clé de chiffrement dans une simple lettre. Grâce à l’utilisation de polymères, ils ont pu cacher les données directement dans l’encre.

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Stocker des données dans de l'encre semble relever de la science-fiction. Une lettre manuscrite, à priori complètement anodine, cache des informations secrètes impossibles à voir à l'œilœil nu. C'est pourtant ce que viennent de réaliser des chercheurs de l’université de Texas à Austin. Ils ont publié leur méthode dans la revue ACS Central Science.

La méthode décrite ne permet pas, tout du moins pour l'instant, de transmettre une base de données complète de cette manière, mais seulement une toute petite quantité d'informations. Pour prouver que leur technique fonctionne, les chercheurs ont chiffré le texte du livre Le Magicien d'Oz de Lyman Frank Baum, qu'ils ont retranscrit de manière classique. C'est la clé de chiffrement AESAES de 256 bits qu'ils ont transmis dans l'encre d'une lettre manuscrite.

À gauche, l’encre contenant la clé de chiffrement, à droite la lettre envoyée avec cette encre. © <em>ACS Central Science</em> 2022
À gauche, l’encre contenant la clé de chiffrement, à droite la lettre envoyée avec cette encre. © ACS Central Science 2022

Une technique mélangeant cryptographie et stéganographie

Tout comme l’ADN est un polymère composé de quatre monomèresmonomères différents, les chercheurs ont créé un matériaumatériau, appelé polymère à séquence définie, composée d'une longue chaîne de monomères. La clé a été convertie en hexadécimalhexadécimal (base 16) pour être encodée grâce à l'utilisation de 16 monomères différents. Les chercheurs ont ainsi créé des polymèrespolymères composés de 10 monomères. Le premier et dernier monomère de chaque groupe est un traceur isotopique qui permet de déterminer dans quel ordre lire les différents polymères.

Les chercheurs sont ainsi parvenus à encoder 32 bits d'informations dans chaque polymère. La clé de 256 bits a donc nécessité au total huit polymères composés de groupes de 10 monomères. Ils les ont ensuite mélangés avec de l'alcoolalcool isopropylique, du glycérolglycérol et de la suiesuie pour créer de l'encre, utilisée pour écrire une simple lettre. Ils ont ainsi employé la stéganographie, autrement dit une technique pour dissimuler un message dans un autre. Le vrai message n'est donc pas le contenu de la lettre, mais l'encre utilisée.

Schéma de la technique employée, où une clé de chiffrement contenue dans de l’encre permet de déchiffrer <em>Le Magicien d’Oz</em>. © S.D. Dahlhauser et <em>al.</em>, 2022
Schéma de la technique employée, où une clé de chiffrement contenue dans de l’encre permet de déchiffrer Le Magicien d’Oz. © S.D. Dahlhauser et al., 2022

Les polymères pourraient un jour être utilisées pour stocker de grandes quantités de données

Afin de valider la technique, un premier groupe de chercheurs a participé à l'élaboration de la lettre. Elle a été écrite sur un papier ordinaire, puis envoyée par la poste à un des autres coauteurs de l'article. Celui-ci a utilisé du chlorure de méthylène pour extraire les polymères dans l'encre, et a reçu des informations sur la méthode d'encodage des données au niveau des moléculesmolécules. Son équipe est parvenue à séquencer les molécules et à recréer la clé de chiffrementchiffrement correctement au premier essai, et elle a donc pu déchiffrer le texte du Magicien d'Oz qu'il a reçu.

Cette technique est pour l'instant assez longue et compliquée à mettre en œuvre. Les chercheurs souhaitent explorer l'utilisation de robots pour pouvoir automatiser l'écriture et la lecture des molécules. Si une séquence de 256 bits représente assez peu d'informations, l'objectif des chercheurs n'est pas uniquement de transmettre des clés de chiffrement. La densité des données enregistrées dans les molécules des polymères, ce qui inclut l’ADN, est bien plus élevée qu'un disque dur. À plus long terme, les chercheurs espèrent parvenir à stocker de grandes quantités informations par ce biais.