利用 DNA 折纸术开发新型分子加密系统

来源: 中国科学报 / 作者: 2019-12-13
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中科院院士、上海交通大学教授樊春海团队开发了一套以 DNA 折纸技术为基础的分子加密系统。该系统超越了基于硅基计算机的常规加密体系,且同时具有保护信息完整性和访问控制的功能。相关成果论文发表于《自然—通讯》。

樊春海团队利用 DNA 折纸术可以构建任意图案且可以实现完全的物理可寻址的机理,开发出一套安全有效的加密系统。在该系统中,发送者首先将文本信息加密为类似盲文图案的点阵排列,然后以骨架链的折叠作为密钥将点阵排列进一步加密为杂交若干生物素化短链的骨架链。接收者通过共享骨架链折叠的密钥可以生成对应的订书链,将骨架链折叠为正确的形状。在该形状中生物素位点的排列与加密图案相同,可通过结合链霉亲和素进行识别,最终接收者将图案解密得到文本信息。

该方法实现了加密术与隐写术的整合,其理论密钥远超经典 AES 算法强度。而通过对 DNA 折纸不同区域位点的定义以及 DNA 折纸间的特异性识别,该系统还可实现完整性保护和访问控制的功能。研究人员采用该系统进行了包括文本、音符、图片等多种形式的信息传递,并模拟战争环境实现了对战役时间地点信息的保密传递。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-019-13517-3

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