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基于核酸分子的信息隐藏与加密技术研究


发布部门:科技处  发布时间:2015-04-08  浏览次数:

项目名称

基于核酸分子的信息隐藏与加密技术研究

应用领域

信息技术、计算技术

联系人

张勋才

电话

0371-63627289

E-mail

技术来源

国家自然科学基金委员会

项目编号:61070238

专利情况

国家发明专利3

所属行业

信息技术、生物技术、计算机

成果简介:

核酸是天然的大规模及超大规模信息存储与信息计算的媒介,在信息安全领域显现出广阔的应用前景。作为基于数学难题的传统密码理论与技术的有益补充,以核酸为载体的信息加密、隐藏、认证等信息安全技术极具发展潜力。本项目将生物技术和传统密码方法相结合,以核酸分子为媒介,开展基于核酸分子的信息隐藏与加密技术的研究,给出了切实可行的信息加密和隐藏方案,并通过加密和解密实验进行了验证,为新型密码方法的研究提供一种新思路。

技术指标:

将生物技术和传统密码方法相结合,以核酸分子为媒介,实现信息的加密和隐藏,主要技术指标如下:

1. 在基于重组DNA技术的密码方案中,利用传统的加密方法对编码后的序列进行了预处理,使其具有第一层安全保障,并可有效防止关键词攻击;重组技术和生物学困难问题的应用又为该方案提供了另一层安全保障。为了证明方案的可行性性和安全性,项目给出一个实例进行了加密和解密实验,并获得了理想的结果。实验结果和安全性分析均证明了该方案具有较好的安全性。

2. 针对生物实验的局限性,在了解RNA二级结构以及相关的RNA二级结构预测软件的基础上,提出了一种基于RNA二级结构的信息隐藏方案。将秘密信息编码后嵌入到RNA序列,利用RNA二级结构预测软件来隐藏和恢复秘密信息。仿真结果及安全性分析证明该方案具有较好的安全性、便捷性及稳定性。

应用领域:

1DNA计算具有高并行性、海量存储和低能耗的特点,并在解决NP完全问题上显现出巨大的潜力。DNA计算在对基于数学困难问题的现代密码学提出挑战的同时,也促使了DNA密码的诞生。DNA密码是结合现代生物技术和信息技术于一体的密码学新领域,它以DNA为信息载体,以生物技术为工具,利用DNA计算进行加密和解密其安全性依赖于生物学困难问题。随着研究的不断深入,DNA密码逐渐形成了DNA加密、信息隐藏和认证等应用领域。

2.传统的隐藏技术常用的载体是文字、图像、声音及视频等,其安全性比较低,容易破译。以核酸为载体的信息隐藏方法先利用数学问题对明文信息进行加密,再用生物学困难问题对密文信息加以隐藏,因此具有数学和生物学两层安全性。与以多媒体为载体的信息隐藏相比,基于核酸的信息隐藏不仅能够传递秘密信息,而且还可对抗常规的信号处理和几何攻击,也可用来保护分子生物学、医学、遗传学等领域的知识产权。

3.目前,我省与本项目相关的电子信息产业和生物技术产业发展迅速。其中,该研究领域所涉及的硬件(如微纳电子器件、大规模集成电路技术)、系统软件(如安全操作系统和数据库等)及相关技术(如传感技术、系统集成技术等),与电子信息产业结构中的高新技术产品紧密相连,融为一体。另外,本研究领域与相关生物技术,如DNA芯片技术、DNA纳米技术和生物信息技术等息息相关。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:

将本项目中所提出的隐藏与加密技术、方法和实现程序应用于相关信息的隐藏与加密当中,可以有效地增加系统的破解难度,降低攻击者的破译概率,增加了方案的安全性,给人们带来很大的经济效益。为信息的保密通信提供了强有力的工具。

投资规模:

软件设计在几万元至二十万元之间,要根据具体配置要求来定。

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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