基于dna計(jì)算的dna密碼系統(tǒng)研究

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1、DNApasswordsystembasedoncomputingCandidate：JiangJunSupervisor：YinZhixiangCollegeofScienceSchoolAnHuiUniversityofScienceandTechnologyNo．168，ShungengI沁ad，Huainan，232001，P．R．CHINA獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包

2、含為獲得塞邀堡王太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：莓墨日期：魚(yú)止年』月3日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解塞徵堡三太堂有保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬于塞邀理工大堂。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)安徽理工大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論

3、文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū))學(xué)位論文作者簽名：箱是簽字日期：功I弓年6月7日躺各刪鰳脅阱㈣日摘要DNA計(jì)算作為生物學(xué)和數(shù)學(xué)的交叉學(xué)科，自1994年Adleman提出并成功的用于解決關(guān)于七個(gè)城市的哈密頓路徑問(wèn)題(Hamiltonianpathproblem，HPP)之后，其作為解決NP完全問(wèn)題的一種新手段近年來(lái)得到多方矚目并快速發(fā)展起來(lái)。密碼學(xué)是用于保護(hù)數(shù)據(jù)信息安全的工具，從有記載至今已經(jīng)歷了兩千多年的發(fā)展，現(xiàn)在其理論基礎(chǔ)已經(jīng)十分完善應(yīng)用也很廣泛。本文將DNA計(jì)算與密碼學(xué)結(jié)合起來(lái)，在DNA計(jì)算的基礎(chǔ)上結(jié)合傳統(tǒng)密碼學(xué)的思

4、想，介紹和分析了密碼學(xué)的新領(lǐng)域——DNA密碼。DNA密碼利用DNA合成技術(shù)、PCR擴(kuò)增技術(shù)、DNA數(shù)字編碼技術(shù)等分子生物學(xué)中的技術(shù)手段，以傳統(tǒng)密碼學(xué)思想為基礎(chǔ)，發(fā)掘DNA在計(jì)算并行性、超大存儲(chǔ)性、低耗能、資源豐富等方面的優(yōu)勢(shì)。而且這種密碼系統(tǒng)具有計(jì)算免疫性，幾乎不能被破譯，因?yàn)椴煌趥鹘y(tǒng)密碼學(xué)和現(xiàn)代密碼學(xué)將密碼學(xué)安全性建立在數(shù)學(xué)困難問(wèn)題上(Nondete珈inisticPolynomial)，量子密碼學(xué)建立在物理學(xué)基礎(chǔ)上以量子的物理學(xué)特性保障密碼系統(tǒng)安全，DNA密碼同量子學(xué)雖然在理論上無(wú)安全不同但的安全性都不僅僅基于數(shù)學(xué)困難問(wèn)題，

5、還依靠生物學(xué)困難問(wèn)題，這個(gè)雙重安全保障的密碼系統(tǒng)是本文的研究重點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)密碼學(xué)中的凱撒密碼系統(tǒng)、一次一密加密方式；現(xiàn)代密碼學(xué)中的對(duì)稱加密法、公鑰加密法、和分組密碼中的經(jīng)典IDEA加密法；量子密碼學(xué)的加密流程，優(yōu)勢(shì)存在的困難問(wèn)題的分析，從個(gè)密碼體系的形成歷史到基本概念、理論基礎(chǔ)，再到每一個(gè)密碼體制具體加密解密過(guò)程、討論分析了它們的安全依據(jù)和現(xiàn)階段的發(fā)展成果，最后對(duì)比DNA密碼學(xué)得出DNA密碼學(xué)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和前景以及其不足和缺點(diǎn)的結(jié)論。并詳述了DNA密碼體系從密鑰的生成分配，信息的加密，到信息的隱藏和解密具體流程，以及DNA算法

6、在破譯其他密碼系統(tǒng)時(shí)的成果。由于現(xiàn)在缺乏對(duì)安全性的數(shù)據(jù)分析只能在最后從理論上給出了對(duì)整個(gè)密碼系統(tǒng)安全性定性討論。文章的后部分介紹了當(dāng)今DNA密碼的發(fā)展和運(yùn)用情況，以及其在實(shí)際中已經(jīng)取得的進(jìn)展，并結(jié)合DNA密碼學(xué)與傳統(tǒng)密碼學(xué)的理論基礎(chǔ)提出了其有可能取得突破性輔助作用的方面：作為一次一密亂碼本和構(gòu)造陷門(mén)單向函數(shù)。最后提出一種假設(shè)方案，不獨(dú)立使用DNA密碼，而是將它作為信息的載體與傳統(tǒng)密碼學(xué)的理論和操作優(yōu)勢(shì)、量子密碼學(xué)的安全性優(yōu)勢(shì)結(jié)合，創(chuàng)立一種新型的混合型的密碼體系，并將其運(yùn)用到居民的身份識(shí)別等方面為我國(guó)公民建立完善的摘要身份識(shí)別和歸類(lèi)

7、管理體系。圖13表2關(guān)鍵詞：DNA計(jì)算；DNA密碼；傳統(tǒng)密碼學(xué)；量子密碼學(xué)；一次一密；陷門(mén)單向函數(shù)；分類(lèi)號(hào)：O29；．Ⅱ．摘要AbstractAsanmterdisciptinarysubjectofbiologyandmathematics，DNAcalculationhasbea)meanewsolutiontoNPproblemsandgotconsiderableattentionaswellasfastdevelopment,alteritsbirthasasuccessfulsettlementofI-Immiiton

8、ianpathproblem(HPP)．Ctyptologyisatoolusedtoensuredatasecurity．Ithasdevelopedformorethan2000yearssincetheearliestrecord．Nowit