Escribir una vez almacenamiento perpetuo, ¿es posible tal cosa?

¿Es posible, con tecnología moderna o fácilmente previsible, construir un dispositivo compacto de almacenamiento de datos digitales que no se pueda borrar sin eliminar el almacén de datos? El almacenamiento en cuestión se usará para almacenar datos en una caja negra en una nave espacial.

Las respuestas deben usar ejemplos de todos y cada uno de:

  • actualmente prototipos de sistemas
  • almacenamiento de datos existente
  • y/o los utilizados históricamente

El objetivo es tener un sistema de almacenamiento del cual los datos, una vez grabados, no puedan ser eliminados sin eliminar por completo el núcleo de almacenamiento del sistema, es decir, que el medio de grabación sea solo de escritura física e indeleble. El sistema o la interferencia externa no pueden sobrescribir ni borrar los datos y deben durar el mayor tiempo posible a temperatura y presión normales (20 °C y 1 atmósfera) y una humedad relativa del 45 % . Había considerado a estos pequeños bebéspero no solo se pueden sobrescribir sino que también se pueden recocer a alta temperatura para borrarlos por completo. Supongamos que cualquiera que vaya a intentar leer estos sistemas conocerá el sistema de codificación utilizado y tendrá la tecnología para leerlos, estoy buscando un registro indeleble, me doy cuenta de que en cualquier escala de tiempo lo suficientemente larga, la codificación cambiará y los datos se volverán ilegibles.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
"Había considerado estos pequeños bebés, pero no solo se pueden sobrescribir, sino que también se pueden recocer a alta temperatura para borrarlos por completo". Literalmente, cualquier cosa se puede recocer a una temperatura lo suficientemente alta. Es por eso que obtienes respuestas asumiendo que estás buscando algo completamente indestructible.
Dices " duran el mayor tiempo posible a Temperatura y Presión Normales (20°C y 1 atmósfera) y 45% de humedad relativa " y luego dices " también se pueden recocer a alta temperatura para borrarlos por completo ". Eso es contradictorio.
¿Aceptaría el almacenamiento distribuido como protección contra el borrado o la manipulación de los datos? Los cambios realizados en una ubicación se mostrarían como si no coincidieran con los datos almacenados en otra ubicación. Si eso se ajusta a su propósito, creo que las tecnologías de cadena de bloques ofrecen algunas de las funciones que está buscando. Posiblemente incluso combine blockchain con algunas de las otras ideas aquí.
Es la tecnología de 1970 llamada PROM (memoria de solo lectura programable). En su mayoría, se ha reemplazado con EPROM de diferentes sabores, lo que permite actualizaciones de BIOS y similares sin tener que reemplazar físicamente los circuitos integrados.
¿Me estoy perdiendo algo, o estás preguntando acerca de los medios WORM (escribir una vez, leer muchos) que han existido literalmente durante décadas? ¿Recuerdas los CD-ROM, DVD y demás?
Ligeramente tangencial, pero a menos que tenga almacenamiento infinito (contando el reemplazo regular como infinito para este propósito), entonces probablemente no quiera que sea de una sola escritura. No sabes cuándo va a pasar algo interesante hasta que sucede, y realmente quieres los eventos que conducen a eso. En la práctica, esto significa que tienes que grabar todo todo el tiempo, ya sea interesante o no. Las cajas negras del mundo real solucionan esto sobrescribiendo datos antiguos, por lo que la unidad (en realidad, de colores brillantes) puede estar bastante enterrada, bien protegida y, en consecuencia, difícil de alcanzar.
@AaronD En este caso, no necesita almacenar grandes cantidades de datos, de hecho, solo está registrando tres datos, una marca de tiempo, una ubicación en el suelo y un conjunto de parámetros espaciales, en una ocasión determinada. Almacenará varias iteraciones diferentes, pero no más de cien como máximo.
El papel cumple con todos sus criterios.
@Marcin Bueno, estoy oficialmente intrigado, respuesta completa por favor.

Respuestas (10)

Desafortunadamente, creo que la respuesta simple es No. Con el tiempo y las circunstancias correctas, simplemente la entropía hará que todo quede obsoleto e ilegible. Si el calor o alguna otra fuerza externa no llega primero.

Sin embargo, hay formas de eludir mucho de esto. Diamonds Burn, esto es cierto, pero uno supondría que si lo envolviera en una caja de carbono-titanio, que también protegía la placa de circuito para leer los datos de ella, entonces la caja protegería el diamante de la luz dañina, lo haría. también lo protegen del desgaste y daños con el tiempo. Si bien el caso podría ser incumplido, este acto sería muy obvio si llegara a ocurrir.

Sí, existe el riesgo de que, a medida que avanza la tecnología, el formato se vuelva ilegible; sin embargo, el exterior de la carcasa podría grabarse con láser con detalles sobre cómo construir el equipo para acceder a los datos. Sin embargo, eso depende de cómo planee acceder a esos datos y qué tan rápido desee acceder a ellos.

Si no desea acceder a una gran cantidad de datos a la vez, entonces, en teoría, podría colocar tiras muy delgadas de acero al carbono (inoxidable) y tungsteno (elegido debido a la diferencia comparativa en la luz visual y el metal oscuro y la capacidad de resistir el daño y el calor), y si se colocan correctamente en capas se pueden "leer" como un código de barras, los códigos de barras son solo 1 y 0 después de todo en una secuencia. Si esto sucediera, entonces podría escanear fragmentos de datos uno tras otro y construir una imagen más grande, sí, requeriría la comprensión humana básica sobre binario para durar, pero es probable que así sea en el futuro previsible. La tecnología de código de barras es tan frecuente en estos días que es poco probable que la humanidad también se aleje de ella.

Pero esto solo es útil para oraciones muy cortas y tomaría mucho tiempo "registrar" esta información, pero aún serían "legibles" después de muchos siglos y serían resistentes a los rangos de temperatura estándar en todo el mundo y algo más.

Aprecio que esto no sea "compacto", pero invariablemente, cuanto más compacto es algo, más susceptible es a daños externos. Realmente no sería digital aparte de ser legible en binario...

Entonces, por ahora las preguntas siguen siendo... ¿cuántos datos? y qué tan rápido necesita ser leído?

Una pila bimetálica tiene algunas posibilidades distintas, si se coloca en secciones de solo unas pocas decenas de átomos de espesor y se suelda en su lugar, podría ser denso e indeleble a menos que se deseche físicamente.
@ash, sí, esa era mi forma de pensar, pero, de nuevo, no tendría una tasa de lectura alta, y sería bastante costoso y llevaría mucho tiempo "escribir", pero definitivamente necesitaría que alguien viniera y tomara mucho tiempo y esfuerzo por destruir físicamente. y dado que los metales potenciales que sugerí tienen puntos de fusión por encima de los 2000 grados, es seguro decir que incluso los rangos de temperatura extrema antes de caer en un volcán o que la termita caiga sobre él, debería ser seguro
Si el metal estaba en secciones de papel de aluminio prefabricadas, no se necesitaba demasiado tiempo ni demasiada energía para colocarlas y fusionarlas. Un lector de pase continuo, similar al que usan para digitalizar datos de anillos de árboles y núcleos de hielo, podría extraer una gran cantidad de datos rápidamente.

No podemos hacer nada indestructible, esa es una idea tonta y voy a omitir esto. Sin embargo, podemos hacer algo 100% a prueba de manipulaciones. Voy a seguir el comentario de AlexP.

La idea básica es tomar algo como un cd. Usa un material que tenga algún tipo de ruido, como el granito pero a escala microscópica. Lea todo el patrón natural del material y guárdelo de forma segura en casa. Use un láser para grabar información en él. El láser quemará agujeros y dañará el material mientras escribe su mensaje, destruyendo los patrones en los 1 y preservándolos en los 0. Este disco no se puede falsificar. Lo más probable es que, aunque quisieran, no existe un proceso de fabricación que pueda recrear una cuartilla aleatoria creada por un proceso natural. Esta sería la diferencia entre obtener una pieza de madera e intentar imprimir en 3D madera que tenga exactamente el mismo patrón de grano.

Incluso si pudieran, no lo sabrían. Suponiendo que el dispositivo escribió los datos reales, parte del patrón desaparecerá de forma permanente. Si hay algún lugar en el disco donde la máquina imprimió un 1 y necesita un 0, no hay forma de hacerlo. Simplemente no sabe cómo se ve un 0 porque ese lugar ha sido destruido. Suponiendo que cualquier dato nuevo necesite algunos 0 donde hay 1, la falsificación se vuelve imposible. Incluso si cree que inteligentemente solo podría agregar 1 para cambiar los datos, haga que el sistema escriba sumas de verificación. Hará esto imposible.

¿Dónde leíste indestructible? Eso sería una tontería, pero como no lo dije, es posible que desee comenzar de nuevo.
@Ash, ¿el resto de la respuesta responde a tu pregunta?
No, porque puedo escribir 1 en todo el asunto usando el equipo existente en el sistema y borrar los datos. Es una buena idea usar una superficie única para grabar, así que +1 para esa idea.
@Ash, simplemente podemos hacer que el motor que mueve el petirrojo no gire en ambos sentidos. ¿Eso lo soluciona?
@Ash, honestamente, una vez que alguien está manipulando una caja negra lo suficiente como para forzarla de alguna manera a rebobinar y escribir basura, algo fuera de su funcionalidad, realmente no es diferente a llenar el dispositivo con lava. Entonces volvemos a indestructible.
Puede ser, tendré que pensarlo. También sobre cómo obtener los datos de la pizarra en blanco sin dañar el sustrato en el proceso y cómo almacenar toda la información de manera significativa y accesible.
@Ash, no estoy seguro de lo que quieres decir. La forma más sucia es usar una cinta normal con 1, s y 0 aleatorios. Luego, el mensaje real se graba en 8 bloques de 1 y 0. Cuando lo lees, cualquier bloque de 8 que tenga un 0 es un 0. El generador aleatorio simplemente nunca crearía 8 1 en 1 bloque como ruido inicial. La cinta tiene sus defectos, ya que es fácil de fabricar y puede tener datos de escritura fantasma, pero es una idea básica.
Necesitaría que el ruido estuviera en un medio diferente o no podría asegurarse de poder usar una sección determinada para escribir un conjunto particular de 1 y 0, necesita un patrón de 2 o algo así.
parece que está describiendo una versión no electrónica de una función físicamente imposible de clonar ( en.wikipedia.org/wiki/Physical_unclonable_function ). El problema con las funciones que no se pueden clonar físicamente es que solo se pueden clonar hasta que encontremos formas de clonarlas. Es posible que no podamos imprimir madera en 3D con una reproducción altamente precisa del patrón de grano ahora, pero ¿dentro de décadas? ¡tal vez! en algún momento, la precisión con la que se puede reproducir un objeto dado excederá la precisión de la imagen de referencia original utilizada para verificarlo.
@ dn3s como mencioné en mi respuesta, parte de la seguridad es que el proceso de escritura destruye parte del medio, lo que hace imposible la clonación, ya que simplemente carece de datos.

El cristal grabado con láser debería brindarle un medio de almacenamiento resistente que solo permita sobrescrituras destructivas de datos a prueba de manipulaciones.

Cuando los láseres potentes golpean los cristales , se derriten, astillan, ablacionan, agrietan y, en general, deforman la estructura cristalina, creando defectos grandes y fácilmente detectables . A menos que exista tecnología en su mundo para volver a poner átomos y moléculas individuales en su lugar, entonces cualquier deformación es de un solo sentido: o borra por completo una capa entera de cristal y destruye todos los datos escritos, o escribe datos nuevos encima de los datos antiguos y dejar evidencia evidente de manipulación.

¿Qué pasa si vuelves a crear todo el cristal con nuevos datos?
@Michael: Eso no es diferente de eliminar todo el sistema de almacenamiento y reemplazarlo, con lo que el OP parecía estar de acuerdo: "los datos, una vez grabados, no se pueden eliminar sin eliminar por completo el núcleo de almacenamiento del sistema"
El grabado holográfico también permite el almacenamiento de datos tridimensionales; esto permitirá que se utilice todo el cristal, lo que generará órdenes de magnitud de más datos que se pueden almacenar.

Dado que dice en un comentario que está dispuesto a conformarse con una combinación de evidencia de manipulación y solo escritura a menos que se altere, en lugar de una prueba de manipulación estricta (que de hecho es un problema mucho más difícil de resolver)...

Puede modelar esto fácilmente a partir de las cajas negras de los aviones (grabadoras de datos de vuelo y grabadoras de voz de cabina).

Básicamente, haga una grabadora muy simple que cumpla con cualquier criterio que tenga, y hágala confiable. Durante mucho tiempo en la aviación, se trataba de una simple grabadora para almacenamiento magnético o incluso físico (en forma de grabado en una lámina de aluminio que se movía lentamente), aunque recientemente los fabricantes se han pasado al almacenamiento completamente digital. La grabación en cinta magnética tiene la ventaja de que la cinta se puede hacer como un bucle sin fin de longitud básicamente arbitraria, lo que permite grabar una cantidad conocida de datos que se sobrescriben automáticamente cuando es necesario; los sistemas de almacenamiento digital necesitarían implementar esto de alguna otra manera, pero el principio puede seguir siendo el mismo.

Con el registrador en su lugar, defina una interfaz muy simple para proporcionar los datos que se registrarán. No permita ninguna lectura; por ejemplo, en el caso del almacenamiento de cintas magnéticas, podría lograr esto físicamente sin cabezal de lectura/reproducción. Probablemente, lo más simple sería que una grabadora de n pistas tuviera n entradas analógicas distintas grabando en sus propias pistas en el medio de almacenamiento.

Siempre que haya energía, la grabadora se ejecuta y registra todo lo que se presenta en las entradas.

Ahora aplique medidas estándar de evidencia de manipulación a todo el dispositivo. Sella el interior con epoxi (pero asegúrate de que no se sobrecaliente durante el uso), usa tornillos de un solo sentido, aplica un poco de esmalte de uñas brillante en los bordes y documenta el patrón resultante, y cualquier otra cosa que pueda hacer que el dispositivo sea más evidente. Tus ideas son probablemente tan buenas como las mías.

Luego, aplique medidas de evidencia de manipulación a las conexiones a cualquier sensor que ingrese datos al dispositivo.

Si desea optar por la baja tecnología, agregue una impresora de impacto de estilo antiguo (por ejemplo, matriz de puntos) al sistema y haga que imprima regularmente sumas de verificación de los datos digitales almacenados junto con algún tipo de marca de tiempo. Si hay manipulación, el registro en papel y el registro digital no coincidirán, mientras que el registro en papel no necesita contener todos los datos sin procesar.

Nada de esto evitará la manipulación, pero hará que sea mucho más difícil manipular los datos grabados sin que haya indicios de que se produjo una manipulación.

Me preguntaba si alguien recordaría los registradores de datos de vuelo de primera generación. Pensé que podrían usarse, pero realmente no estaba seguro.
aún mejor: anteponga la suma de verificación anterior al bloque de datos utilizado para la suma de verificación. de esa manera, manipular un bloque de datos requerirá no solo falsificar esa impresión, sino también todas las impresiones posteriores. ¡una cadena de bloques primitiva!
@ dn3s Me suena más a una variación primitiva de una sola rama de un árbol de Merkle que a una cadena de bloques, pero supongo que más personas están familiarizadas con este último en estos días.
@MichaelKjörling ¡Oh, sí, eso encaja mejor! Se suponía que el comentario de la cadena de bloques solo era una referencia a la idea de la funcionalidad del libro mayor solo para agregar que proporciona usando hashes, una especie de comparación superficial. ¡Supongo que también se podría decir que es como un repositorio de git!

No creo que esto sea posible, por una razón específica:

Cualquier medio grabable podría, en teoría, ser sobrescrito. Suponiendo que encuentre algo indestructible, todo lo que alguien debe hacer es sobrescribir lo que ya esté allí.

Para evitar esto, no solo necesitaría un medio resistente, también necesitaría algo que sufra una transformación a lo largo de toda o parte de su capacidad que lo haga imposible de escribir .

Entonces, por ejemplo, tal vez solo se pueda escribir durante un cierto período de tiempo. O tal vez las secciones escritas también se vuelven imposibles de escribir por el hecho de escribirlas.

Pero incluso eso es problemático porque requeriría codificar todo el volumen. No podría usar un sistema que tenga un espacio vacío en su codificación. Por ejemplo, incluso si alguien no puede grabar sobre grabados en una tabla de piedra, podría grabar toda la piedra intacta entre sus líneas. O dicho de otra manera: si un sistema usa 1 y 0, los ceros no pueden "no escribirse" o dejarse en blanco, porque simplemente podrían sobrescribirse, corrompiendo todo el mensaje.

Eso, en sí mismo es una tarea difícil. Es posible bloquear sistemas de solo escritura, por lo que está buscando una configuración exótica que realmente cambie sustancialmente en algún punto posterior a la escritura, y que también tenga las otras características especificadas.

Gracias, eso me dice dónde radica el desafío, necesito un medio que fundamentalmente no es el mismo que entra que sale.
¿Crees que una cinta de corte de borde de algún tipo podría funcionar entonces?
No estoy seguro de lo que quieres decir. ¿Podrías enlazar? ¿Estás hablando de un medio que se corta después de grabar? Si ese es el caso, eso podría resolver el problema. Si la cinta se corta después de la grabación y se aísla del mecanismo de grabación, tal vez alojada solo con un compartimiento de "lector", sería manipulable, pero solo si abre o retira el compartimiento... lo que parece cumplir con los criterios de la pregunta.
Una cinta que tiene una incisión a lo largo de un borde, el corte es profundo para un 1 y poco profundo para un 0 si está codificando binario, pero todo el borde se usa al escribir datos y para un dispositivo de solo escritura, solo se enrolla en una dirección.
Posiblemente, si no pueden simplemente profundizar los cortes poco profundos.
Podría si pudiera sobrescribir una sección escrita, por lo que tendría un spooling unidireccional del escritor y del lector.

¿No conseguiría esto una tarjeta perforada de dos columnas o una cinta de un plástico adecuado? Muchos plásticos adecuados resistirán la biodegradación durante 400-500 años y se forman fácilmente.

Un segmento es una dimensión específica, digamos 5 mm de largo, las dos columnas tienen 5 mm de ancho cada una y se perfora un agujero en el centro de una de ellas, de 2,5 mm de diámetro.

Un agujero en una columna denota 1, el otro denota 0. Ningún agujero es un bloque sin usar. Los agujeros en ambas columnas no son válidos y, por lo tanto, los datos se consideran destruidos.

El dispositivo utilizado para perforar los agujeros en el plástico también introduciría un contaminante en los bordes del agujero, tal vez solo un color diferente de plástico, esto es para ayudar a evitar que los agujeros simplemente se llenen.

Una vez perforados, no existe una forma válida de "reescribir" los datos sin reformar la tarjeta o la cinta para volver a llenar los agujeros y comenzar de nuevo, momento en el cual es posible que ya haya reemplazado los medios por completo, lo cual es un riesgo con cualquier tipo de medio.

El dispositivo utilizado para leer los medios utilizaría un sensor óptico, así como un medio para detectar el agujero físico, a fin de confirmar la presencia del contaminante en los bordes.

Sí, eso funcionará.

Nada es totalmente indestructible. Prácticamente cualquier cosa hecha de materia puede ser destruida por un haz concentrado de positrones.

Pero las unidades WORM son posibles y factibles. Ponga la cosa en un estuche que sea razonablemente duradero. Envíele información y registrará los datos sin sobrescribir los datos antiguos, o no lo hará. No puede sobrescribir datos antiguos porque se niega a hacerlo e incluso no le da instrucciones sobre cómo hacerlo.

Entonces, si entras en el caso, puedes hacer cosas.

Y si lo arrojas al sol más cercano, probablemente puedas destruirlo. O dependiendo de cómo funcione el motor de su nave espacial, su escape podría destruirlo. Pero el desafío es solo el físico de crear una caja negra que sobreviva mucho.

¿Dónde leíste indestructible? Eso sería una tontería, pero como no lo dije, es posible que desee comenzar de nuevo.
La pregunta original consideraba una solución que no era adecuada porque era segura solo hasta 1000 grados. Parecía que querías algo que fuera muy difícil. En su mayoría, puede evitar que se sobrescriban los datos con solo tener un sistema que se niegue a sobrescribir los datos. Un mal funcionamiento mecánico podría resultar en una sobrescritura, pero para que esto suceda tendrías que irrumpir en la caja negra y hacer cosas sofisticadas. I

Garantizar que cualquier manipulación conduce a la destrucción total de los datos.

Pon el dispositivo de almacenamiento en una caja con una bomba. Configure la bomba para que estalle si se sobrescriben los datos o si se abre la caja.

Has reducido con éxito las posibilidades a "sin tocar" o "destruido", y destruido siempre será una opción.

Si estás haciendo un viaje interestelar, ya estás lidiando con física inventada, así que asumiré que no. La respuesta, entonces, es simple: coloque su medio de almacenamiento en un cuerpo celeste, digamos, la luna, y conecte una estación de transmisión que acepte señales autenticadas para escrituras nuevas hasta su máxima capacidad y nunca acepte sobrescrituras (siempre abierto en modo adjunto). También, si se le envía una solicitud de lectura autenticada, arrojará sus datos. El barco enviará todo lo que necesite grabado a la estación de monitoreo a través de ondas de radio a la estación transmisora.

Aparte de aterrizar en la luna y ensuciarse las manos, no hay forma de manipular el dispositivo de forma no destructiva.

Creo que hay una manera, aunque hasta ahora solo se hizo como parte de la investigación.

Hay una manera de almacenar datos en un diamante .
Dado que es uno de los materiales más duros de la naturaleza, puede sobrevivir mucho, por lo que puede ser su solución.

Los diamantes se queman, también son sorprendentemente frágiles, como a menudo le recordamos a la gente aquí, la dureza no es tenacidad, los diamantes no pueden absorber mucha energía antes de fracturarse.
Además, el sistema de escritura podría usarse fácilmente para codificar los datos; como señala el artículo, si expone el diamante a cualquier luz, la codificación de datos se arruina.