09.12.97

Prof. Dietmar Blohm und Dr. Michael Hortmann

Universität Bremen FB2 Abt. Biotechnologie, Universität Bremen FB3 Mathematik

 

Rechnen mit DNA

In den letzten Jahren wurden interessante neue Ideen für nicht-elektronische universelle Rechenmaschinen vorgestellt und entwickelt: mechanische Nanocomputer (Drexler 1981) und Quantencomputer (Deutsch 1985). Wir beschäftigen uns hier mit einem weiteren neuen Rechenparadigma, Computern auf der Basis von DNS-Molekülen, mit denen ja auch die Lebensprozesse in unseren Zellen gesteuert werden. Daß dies mit zur Zeit zur Verfügung stehenden Technologien machbar wird, wurde 1994 von dem amerikanischen Mathematiker und Kryptologen Leonard Adleman gezeigt. Rechnungen mit DNS erfolgen in hochparaller Weise mit bis zu 10^18 aktiven Molekülen, es werden Probleme zugänglich, die außerhalb der Reichweite der bisherigen seriellen Elektronenrechner liegen. Insbesondere wurden diesem Rechenmedium angepaßte Algorithmen entwickelt zum Brechen von Geheimcodes, u.a. des Data Encryption Standard (DES), mit dem z.B. Finanztransaktionen, aber auch die Sicherheit der PIN-Zahlen auf unseren Scheckkarten geschützt werden.

Im ersten Teil des Vortrages werden die biotechnologischen Grundlagen eines solchen Computers vorgestellt. Im zweiten Teil wird erläutert, wie Informationen und Algorithmen in DNA codierbar sind und wie es zu den erwähnten kryptologischen Anwendungen kommt