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Künstliche Intelligenz

39C3: Wenn Moleküle zu kryptografischen Funktionen werden


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DNA gilt gemeinhin als Bauplan des Lebens. Auf dem 39. Chaos Communication Congress löste die Chemikerin Anne Lüscher das Molekül jedoch konsequent aus diesem biologischen Kontext und betrachtete es als das, was es aus informationstechnischer Sicht ebenfalls ist: ein extrem dichter, stabiler und überraschend gut beherrschbarer Informationsträger. In ihrem Vortrag „Chaos Communication Chemistry: DNA security systems based on molecular randomness“ zeigte sie, warum sich ausgerechnet synthetische DNA für Datenspeicherung und Sicherheitsarchitekturen eignet – und warum RNA dabei kaum eine Rolle spielt.

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Warum DNA als Informationsträger taugt

Aus digitaler Perspektive sei DNA leicht zu lesen, so Lüscher: Vier Basen, klare Paarungsregeln, sequenzielle Speicherung. „Genau wie bei digitaler Information speichert DNA Daten in einer Sequenz, und im Grunde müssen wir nur zwischen Basis zwei und Basis vier übersetzen. Wir können einfach zwei Bits pro Base zuweisen und so zwischen digitaler oder binärer Information und DNA hin- und herübersetzen.“

Entscheidender seien jedoch die physikalischen Eigenschaften. DNA als Speichermedium vereint enorme Informationsdichte mit Langzeitstabilität – unter geeigneten Bedingungen über Zeiträume, die heutige Speichermedien weit übersteigen. Dass sich das Genom eines etwa 700.000 Jahre alten Pferdeknochens noch auslesen ließ, sei weniger biologische Kuriosität als technisches Argument. Im Labor ließen sich diese Bedingungen künstlich erzeugen, etwa durch Einkapselung in winzige Glaskügelchen.

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Hinzu komme ein Aspekt, der in der Informatik zunehmend an Bedeutung gewinne: Parallelität. Molekulare Systeme arbeiteten nicht sequenziell, sondern massiv parallel. „Denn wenn man an einen winzigen Wassertropfen denkt – da sind so viele Moleküle drin, und im Fall von DNA kann jedes dieser Moleküle potenziell sein eigener Prozessor sein, der Berechnungen eigenständig durchführt, gleichzeitig und unabhängig von den anderen. Und das eröffnet Möglichkeiten für parallele Operationen, die mit traditioneller Computertechnik so nicht möglich sind.“

Die Frage nach RNA drängt sich auf, nicht zuletzt durch ihre prominente Rolle in der Medizin. In der Fragerunde erläuterte Lüscher, warum technisch klare Gründe dagegen sprechen: RNA sei einzelsträngig und chemisch instabil. Eine zusätzliche Hydroxylgruppe mache sie besonders anfällig für Hydrolyse. Für Anwendungen, bei denen Daten über lange Zeiträume erhalten bleiben sollen, sei das ungeeignet. DNA dagegen sei doppelsträngig, robust und von einem über Jahrzehnte gewachsenen Werkzeug-Ökosystem begleitet: Synthese, PCR, Sequenzierung und gezielte Manipulation seien etabliert und zuverlässig verfügbar. Bei anderen Biomolekülen wie Proteinen fehlten diese direkten Werkzeuge weitgehend – ein Protein lasse sich etwa nicht direkt von einem anderen Protein kopieren.

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Auch große Akteure wie Microsoft und Seagate hätten inzwischen eigene Teams für DNA-Datenspeicherung aufgebaut, berichtete Lüscher. Fortschritte bei Random Access, Fehlerkorrektur und optimierter Kodierung durch epigenetische Methoden seien erzielt worden. Dennoch befänden sich die meisten realisierten Projekte bisher eher im Bereich Kunst und PR – etwa die Speicherung von Musik der Band Massive Attack in DNA, die dann in Sprühfarbe für ein Albumcover gemischt wurde.

Zufälligkeit als kryptografische Ressource

Besonders interessant werde DNA dort, wo Zufälligkeit ins Spiel komme, erklärte Lüscher. „In einer einzigen Reaktion können wir durch die Kombination der vier Basen riesige Mengen an Zufälligkeit in einer einzigen Reaktionsumgebung erzeugen. Und hier sehen Sie einige Zahlen. Wir können hunderte Petabytes an Zufälligkeit für unter 100 Euro erzeugen.“ Diese Zufälligkeit sei praktisch nicht rekonstruierbar, weder algorithmisch noch durch erneute Synthese. Darauf aufbauend ließen sich sogenannte chemische Unclonable Functions (CUFs) realisieren: zufällige DNA‑Pools, die zwar nicht vollständig bekannt oder kopierbar seien, sich aber gezielt „abfragen“ ließen.

Das Prinzip funktioniere über PCR mit definierten Primern, so Lüscher. Diese Primer suchten im Pool nach passenden Sequenzen, bänden dort und kopierten den dazwischenliegenden Abschnitt. Das Ergebnis sei spezifisch für die Kombination aus Pool und Primer‑Paar – reproduzierbar, aber nicht vorhersagbar oder umkehrbar. Ähnlich wie bei physikalischen Unclonable Functions (PUFs) entstehe so ein System, das sich wie eine kryptografische Hashfunktion verhalte, aber auf chemischer statt mathematischer Grundlage basiere.

Im Unterschied zu klassischen PUFs seien diese Systeme nicht an ein einzelnes physisches Objekt gebunden, betonte Lüscher. Durch chemische Verfahren ließen sich identische Kopien der zufälligen Pools herstellen, ohne deren genaue Zusammensetzung zu kennen. Anschließend könnten diese Kopien „verriegelt“ werden, sodass sie sich nicht mehr weiter vervielfältigen ließen. Damit werde die Anzahl möglicher Abfragen im Voraus definiert, und mehrere Nutzer könnten denselben Pool für dezentrale Anwendungen verwenden – etwa zur gegenseitigen Authentifizierung oder zur gemeinsamen Schlüsselgenerierung.

Anwendungen: Von Kunstwerken bis Medikamenten

DNA lasse sich zudem in Materialien integrieren, erläuterte Lüscher. In Farben, Kunststoffe oder 3D‑Druckfilamente eingebettet, ermögliche sie objektgebundene Metadaten mit extrem langer Haltbarkeit. Ein Forschungsprojekt habe etwa eine STL‑Druckdatei in DNA gespeichert, diese in das Druckfilament integriert und daraus einen Kunststoffhasen hergestellt. Aus einem winzigen Stück des Ohrs habe sich die DNA extrahieren und der Hase erneut drucken lassen. „Und es hat auch einige praktische Anwendungen. Denn wenn man an Objekte mit einer sehr langen Lebensdauer denkt, wie Gebäude oder öffentliche Infrastruktur, kann es wirklich schwierig sein, die Daten und Metadaten zu diesen Objekten über einen längeren Zeitraum zu erhalten. Und auf diese Weise könnten wir das lösen, indem wir diese Information einfach direkt in die Baumaterialien integrieren.“

Konkrete Anwendungen für CUFs reichten von der Authentifizierung von Kunstwerken bis zum Fälschungsschutz von Medikamenten. Ein winziger Materialchip genüge, um eine eindeutige chemische Signatur auszulesen und mit einer Referenz abzugleichen. Da die Pools weder vollständig sequenzierbar noch synthetisch reproduzierbar seien, wäre ein Angriff extrem aufwendig: Die chemische Modifikation verhindere die übliche Sequenzier‑Vorbereitung, und selbst bei erfolgreicher Sequenzierung würde die gezielte Neusynthese aller Sequenzen Milliarden kosten.

Trotz des Potenzials blieb Lüschers Blick realistisch. „Aber für diese Operationen, also eine einzelne Challenge-Response pro Durchgang, dauert es im Moment ein paar Stunden, und dann müssen wir die Ergebnisse sequenzieren, was wieder ein paar Stunden dauert. Wenn man also ein Medikament authentifizieren will, müsste man im Grunde einen Tag warten. Das ist der Stand im Moment.“

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Der eigentliche Wert liegt laut Anne Lüscher in der Perspektive: Chemie als Informationswissenschaft zu denken und physische Systeme mit einem digitalen Blick zu betrachten. DNA werde dabei nicht als Ersatz für Silizium präsentiert, sondern als Ergänzung – dort, wo Haltbarkeit, Dichte, Zufälligkeit und physische Nicht‑Klonbarkeit entscheidend seien. Das Feld brauche Expertise aus verschiedenen Disziplinen: Menschen mit Laborerfahrung ebenso wie solche mit Hacker‑Mindset, die bereit seien, diese Herausforderungen anzugehen.


(vza)



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39C3: Konzerne ruinieren das Netz – Cory Doctorows Ideen gegen Enshittification


Erst ist der neue Cloud-Dienst kostenlos, dann folgt die Werbeeinblendung und zum Schluss bittet der Anbieter seine Nutzer gnadenlos zur Kasse. Gleichzeitig wird das Produkt immer schlechter – die „Enshittification“ hat eingesetzt.

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Science-Fiction-Autor Cory Doctorow, langjähriger Aktivist bei der Electronic Frontier Foundation, hat den Begriff geprägt und uns auf dem Chaos Communication Congress (39C3) im Interview erläutert, was er damit meint. Doctorow sieht Staatengemeinschaften in der Pflicht, die Tech-Konzerne zu bremsen – mit dem Umstieg von einem sozialen Netzwerk zum nächsten sei es nicht getan. Das ganze Interview hier auf heise online, bei YouTube und auf Peertube.

Redaktion: Keywan Tonekaboni
Video: Özgür Uludaǧ, Anna Gundler


(ktn)



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Zahlen, bitte! 809.825 Gulden des Jacob Fugger – Reichster Mann seiner Zeit


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Vor 500 Jahren starb Jacob Fugger (der Reiche), wie er von seinen Zeitgenossen genannt wurde. Sein Neffe und Nachfolger Anton Fugger brauchte zwei Jahre, ehe er die komplette Inventur der Fugger-Familie beenden konnte. Sie gilt noch heute als wichtigste Quelle zum damals entstehenden Welthandel, der den Reichtum von Jacob Fugger ausmachte.

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Als er starb, hatte das weitverzweigte Fugger-Imperium zwei Millionen Gulden Überschuss gemacht. Jacob Fuggers Anteil am Gesamtkapital betrug 809.825 Gulden, von denen er 142.035 Gulden für persönliche Ausgaben verwendet hatte, unter anderem für die Fuggerei in Augsburg, die erste Sozialwohnungssiedlung. Er war der reichste Mann seiner Zeit.


Bitte Zahlen

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In dieser Rubrik stellen wir immer dienstags verblüffende, beeindruckende, informative und witzige Zahlen aus den Bereichen IT, Wissenschaft, Kunst, Wirtschaft, Politik und natürlich der Mathematik vor.

In einem Jahr, in dem viel über den Reichtum von Tesla-Eigner Elon Musk oder Oracle-Gründer Larry Ellison geschrieben wurde, lohnt sich zum Schluss ein Blick auf Jacob Fugger. Mit seinem Tod am 30. Dezember 1525 wurde ein Überblick über das Familienvermögen gestartet, das als Inventur der Firma Fugger aus dem Jahre 1527 [PDF-Ansicht] Wirtschaftsgeschichte schrieb, weil so die Genesis des modernen Kapitalismus [PDF] erschlossen werden konnte. Jacob Fugger war als Frühkapitalist der reichste Mann seiner Zeit, auch wenn es vor ihm Herrscher wie Kanaan Mansa Musa gegeben hat, die wesentlich vermögender waren.

Reichtum im staatlichen Maßstab gemessen

Die offizielle Website der Familie Fugger erwähnt bei der Bestimmung seines Reichtums ein (nicht mehr existierendes) Business-Portal von Microsoft, das Jacob Fugger mit Bill Gates verglichen hatte. Danach soll Fuggers Vermögen 10 Prozent der Wirtschaftsleistung des Heiligen Römischen Reichs (Deutscher Nation) entsprochen haben, während Bill Gates‘ Vermögen nur 0,5 Prozent der US-Wirtschaftsleistung ausmachte. Zwar fehlen hier die Bezugszahlen, aber die Zahlen verdeutlichen dennoch grob, um welche Dimension es hier geht.



Jakob Fugger, geboren am 6. März 1459 in Augsburg; gestorben am 30. Dezember 1525 ebenda, gilt durch Geschäftssinn und politischem Geschick als reichster Mann seiner Zeit.

(Bild: Gemälde von Albrecht Dürer, um 1519 herum)

Der Aufstieg der Familie Fugger begann vier Generationen vor Jacob Fugger mit dem Weber Hans Fugger, der sich in Augsburg niederließ und auf die Produktion von Barchent spezialisierte. Bei diesem Stoff bestanden die Längsfäden aus Leinen und die Querfäden (der Schuss) aus Baumwolle, die aus Italien geliefert wurde. Die Fugger wurden über den Baumwollhandel mit Italien reich und bekamen schließlich das Augsburger Bürgerrecht.

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Jacob Fugger wurde als Jüngster von drei Brüdern im Alter von 14 Jahren zur kaufmännischen Ausbildung nach Venedig geschickt und lernte dort nicht nur die Renaissance kennen und schätzen, sondern auch das Geheimnis der doppelten Buchführung mit Soll und Haben.

Gewinne durch Silber- und Kupferabbau

Als Jacob dem Fugger-Gesellschaftsvertrag beitrat, diversifizierte er die Firma mit dem Bergbau in Tirol [PDF]: Er finanzierte die Hofhaltung des Tiroler Erzherzogs Sigismund des Münzreichen und sicherte seine Kredite mit Bergbaurechten ab.

Zum österreichischen Silber kam später der (streng geheime) Abbau von Kupfer in den Karpaten in Banská Bystrica, über den er schließlich gegenüber der Konkurrenz das Monopol für Kupfer durchsetzen konnte. Fugger profitierte davon, das die Portugiesen unter Vasco da Gams den Seeweg nach Indien gefunden hatten. Aus dem Fugger-Kontor Antwerpen gelangten die Kupferhalbfabrikate nach Lissabon, von wo aus sie nach Indien verschifft wurden, wie es Wrack-Funde bezeugten.

Jacob Fugger und seine Brüder mischten kräftig in der Politik mit. Sie finanzierten die Wahl des Habsburgers Maximilian I. zum Kaiser, später auch die Wahl seines Enkels Karl zum König Karl 1. Im Gegenzug bekamen sie die Quecksilberminen im spanischen Almadén.

Fuggerscher Ablasshandel nervt Martin Luther

Sie übernahmen den Ablasshandel unter Papst Alexander VI. und sicherten sich dabei die Hälfte der Einnahmen. Jacob Fugger selbst finanzierte ein theologisches Gutachten von Johannes Eck, das nachwies, das ein Zins von fünf Prozent kein Wucher, sondern gottgefällig ist. Das brachte Martin Luther in Rage: „Darum sind die jetzigen Händel mit dem Gelde unrecht und wider Gott, die Land und Leute verderben und aussaugen. Man müsste wirklich diesem Fugger und dergleichen Gesellschaft einen Zaum ins Maul legen.“



Die Sozialbausiedlung Fuggerei existiert in Augsburg bis heute.

(Bild:  CC BY-SA 4.0, Diego Delso)

Schließlich steckte Fugger viel Geld in die blutige Niederschlagung des schwäbischen Bauernaufstandes, dem Uffrur vor 500 Jahren. Seine soziale Seite kam beim Bau der bis heute bestehenden Fuggerei zum Ausdruck, der wohl ältesten Sozialbausiedlung der Welt. Hier konnten katholische verarmte Augsburger Handwerker mit ihren Familien eine bezahlbare Unterkunft finden.

Im Gegenzug mussten sie dreimal am Tag für das Seelenheil der Fuggers beten. Der Abstieg der Fugger begann gleich nach dem Tod von Jacob Fugger. Sein Nachfolger Anton Fugger versuchte noch, das hinterlassene Vermögen aus dem schnell wegbrechenden Bergbau durch Immobilienanlagen zu retten, als die Ausplünderung von Lateinamerika begann, doch war er längst nicht mehr der reichste Mann seiner Zeit. “Nihil sub sole perpetuum“ (Nichts unter der Sonne hat Bestand) – ist ein Satz, der ihm zugeschrieben wird.

Wer sich festlich gestimmt für die Fugger interessiert, kann sich die sechsteilige TV-Serie „Vom Webstuhl zur Weltmacht“ zu Gemüte führen, eine deutsch-tschechische Produktion, die den Frühkapitalismus im märchenhaften Stil von „Drei Haselnüsse für Aschenbrödel“ inszenierte.


(mawi)



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Irland will EU-weite Identitätspflicht für Social Media einführen


Wie das irische Nachrichtenportal Extra.ie meldet, plant Irland in seiner Ratspräsidentschaft 2026, eine EU-Initiative für ID-verifizierte soziale Medien voranzutreiben. Ziel ist es, die Verbreitung von Hass und Desinformation im Internet zu verhindern. In einem Interview mit Extra.ie sagte der stellvertretende Premier- und Außenminister Simon Harris, die Regierung wolle Social-Media-Konten mit Identitätsprüfung einführen. Außerdem wolle sie nach australischem Vorbild ein Social-Media-Verbot für Kinder erreichen.

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Wahrscheinlich werde es zu einer Konfrontation mit den Social-Media-Giganten kommen, von denen viele ihren europäischen Hauptsitz in Irland haben. Auch befürchtet der Minister Konflikte mit der Regierung von Donald Trump. Diese hatte vor einigen Tagen ein Visumverbot für fünf prominente europäische Persönlichkeiten verhängt, die sich an vorderster Front für die Einführung von Gesetzen zur Regulierung US-amerikanischer Technologieunternehmen eingesetzt haben. Andererseits rechne er aber mit der Unterstützung EU-Regierungsoberhäupter wie dem französischen Präsidenten Emmanuel Macron und dem britischen Premierminister Keir Starmer.

Bedrohte Demokratie schützen

Sein Vorstoß zur Bekämpfung von Online-Missbrauch und Desinformation habe keine persönlichen Ursachen, erklärte der Politiker, der selbst kürzlich im Internet bedroht wurde. Vielmehr gehe es um die Notwendigkeit, die reale gegenwärtige Bedrohung der Demokratie zu bekämpfen, und zwar der Demokratie in der ganzen Welt. Ein Vorschlag betrifft etwa die Einführung eines digitalen Mindestalters. In Irland gebe es zwar ein Mindestalter von 16 Jahren, es wird aber nicht durchgesetzt.

Maßnahmen zur Durchsetzung der Verifizierung von Social-Media-Konten und zur Einführung von Altersbeschränkungen erfordern Änderungen am EU-Gesetz über digitale Dienste (Digital Services Act; DSA), das 2022 eingeführt wurde. In seiner derzeitigen Form sind die digitalen Vorschriften der EU anhaltenden Angriffen seitens der Trump-Regierung und der Tech-Giganten ausgesetzt. Harris wünscht sich, dass Social-Media-Unternehmen proaktiv mit der EU zusammenarbeiten. Diese Unternehmen seien Technologieunternehmen. Sie haben die Möglichkeit, mehr zu tun, ohne dass Gesetze erforderlich sind. „Diese Unternehmen verfügen über die entsprechenden Technologien, wie Algorithmen, Bots und Altersüberprüfungen. Ich hoffe, dass wir hier einen wirklich konstruktiven Dialog führen können“, sagt Harris.

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Das gesamte Interview ist bei Extra.ie nachzulesen.


(ur)



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