基于核酶的DNA分子加密解密系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著信息時(shí)代的快速發(fā)展，日益增多的數(shù)據(jù)以及面臨的信息安全問題需要性能更佳的計(jì)算機(jī)處理解決，但是由于傳統(tǒng)的電子元器件的生產(chǎn)技術(shù)以及制造成本，使電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展難以突破瓶頸，因此這些問題變得更加嚴(yán)峻。為了解決以上問題，科學(xué)家試圖尋找一種新的信息存儲媒介，DNA作為生物體的遺傳物質(zhì)，其承載著生命體所有的遺傳信息。通過對DNA研究分析發(fā)現(xiàn)，DNA具有納米級別的尺寸，同時(shí)其強(qiáng)大的存儲能力，高度的并行計(jì)算能力以及自主裝的特性，使其在解決一些NP完全

2、問題、背包問題等數(shù)學(xué)難題上擁有明顯的優(yōu)勢。此外，DNA分子在生物層面上具有可靠地生物安全性，其為信息安全提供了強(qiáng)有力的支持。正是由于這些優(yōu)勢，近幾年來，DNA計(jì)算成為眾多科學(xué)家關(guān)注的重點(diǎn)，特別是計(jì)算機(jī)、信息、生物、化學(xué)、電子等領(lǐng)域的科學(xué)家。
　　本研究工作在已有的研究成果上，使用DNA分子以及DNA所構(gòu)造的核酶分子，結(jié)合DNA計(jì)算原理，通過設(shè)計(jì)邏輯門結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基本的邏輯運(yùn)算功能。DNA計(jì)算是利用DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)以及堿基互補(bǔ)配對信

3、息進(jìn)行編碼，同時(shí)，使用DNA核酶作為邏輯門的輸入，與邏輯門的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行反應(yīng)，將熒光標(biāo)記的目標(biāo)DNA鏈作為輸出信號，利用光譜測量技術(shù)檢測反應(yīng)信號。最后通過分析傳統(tǒng)的加密算法，將一次一密理論與基本邏輯門運(yùn)算單元相結(jié)合，提出一種更加安全可靠的DNA核酶密碼系統(tǒng)，這種DNA核酶密碼系統(tǒng)可以大量地存儲密碼本，為整個(gè)密碼系統(tǒng)提供了充足的密鑰，并且通過MATLAB進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的理論正確性。
　　經(jīng)過本研究的工作，表明DNA可以實(shí)