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基于DNA自组装的密码分析


发布部门:科技处  发布时间:2015-04-08  浏览次数:

项目名称

基于DNA自组装的密码分析

应用领域

DNA计算密码分析

联系人

牛莹

电话

13526653746

E-mail

niuying@zzuli.edu.cn

技术来源

河南省科技创新人才计划项目

项目编号:124200510017

专利情况

所属行业

计算机

成果简介:

本项目通过对DNA密码技术、DNA分子的热力学属性、DNA算法自组装机理、Tilling理论等技术的深入研究,综合运用DNA计算模型、信息论和密码学的方法,设计适用于海量信息表达与处理的DNA分子编码方法,开发信息存储和加密的DNA计算方法及结果检测和系统控制技术,通过理论分析、模型建立和仿真验证进行基于DNA计算机的密码分析与破译系统的研究。

 

技术指标:

1)建立了基于DNA自组装计算的减法和除法运算模型。在分析了传统计算中减法和除法的运算机理基础上,按照除法的运算过程,将除法运算分为比较子系统,复制子系统和减法子系统。借助于已有的Tile类型,将待运算的信息通过编码与Tile的粘性末端相关联,用DNA Tile自组装技术对三个子系统给予实现。最后合并这三个子系统,建立了基于自组装DNA计算的减法和除法运算模型。为整数分解提供了新的思路。

2)给出了破译NTRU密码系统和RSA公钥密码系统的的方案。采用DNA Tile编码信息,借助于Tile之间的粘性末端进行自组装,给出了一些基本乘法运算和多项式乘法运算的实现方案。在此基础上,通过引入非确定性的指派Tile,提出了一种用自组装DNA计算破译NTRU密码系统和RSA公钥密码系统的非确定性算法。通过创建数以亿计的参与计算的DNA Tile,该算法可以并行地以高概率地破译这两种密码系统。该方法最大的优点是充分利用了DNA Tile具有的海量存储能力,生化反应的巨大并行性以及组装的自发有序性。

3)给出了解决背包问题的三维DNA自组装算法。通过合理的设计自组装Tile的功能、种类和种子配置,引入简单的0-1背包问题的非确定性算法;使得自组装过程能够完全按照非确定性算法的方向进行。该模型所用到的瓦片种类数和问题的规模没有关系,其中瓦片种类数是常数——140然后,构造了三维DNA自组装解决多维背包问题的计算模型。通过对多维背包问题进行分析,从而设计出了不同类型的Tile;利用非确定性算法,可以随机的对物品的数量进行选择。

应用领域:

第一、在求解某些困难数学问题上,利用项目中所研究的模型,将会得到突破。如整数分解的DNA自组装计算机模型,有望在寻找大数因子方面得到突破,从而为破译RSA密码系统寻求一种新的途径。

第二、从理论上来讲,DNA自组装计算机模型运算速度远远超越电子计算机。随着研究工作的不断深入,DNA自组装计算的运算速度会不断提高。因而,有望在破译密码方面有所突破等。

第三、目前,我省与DNA密码领域相关的电子信息产业和生物技术产业发展迅速。该研究领域基础理论和关键技术的突破势必带动一批相关电子信息和生物技术产业的突破性发展,对加快构建我省现代产业体系,带动电子信息产业升级转型和生物技术产业的跨越发展具有重要意义

预期经济效益:

通过本项目的研究工作,期望能够在密码分析领域有所建树,为突破传统密码分析提供新的思路和方向,同时,本项目的研究工作对DNA纳米技术、生物信息学、生物芯片等相关研究领域也有很好的借鉴意义。

投资规模:

设计在几万元至二十万元之间,要根据具体应用要求来定。

研究现状:

本系统已研发完毕。

 

合作形式、条件:

合作研究。

备注

 

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