[發明專利]一種DNA自組裝結構和基于其的對稱加密系統

有效

• 申請號: 201410219347.5
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103997404B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 楊靜;張成;宋智超
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李迪

1.一種DNA自組裝結構，其特征在于，所述DNA自組裝結構包括泡狀結構，由DNA納米結構與鏈Q通過堿基配對形成，其中DNA納米結構由DNA鏈AB與鏈BHQ鏈雜交形成；鏈Q包含首端序列Q1，末端序列Q2和中間序列Q3，鏈Q的中間序列Q3被熒光基Cy3修飾，首端序列Q1鏈與AB鏈的一部分序列互補，末端序列Q2與AB鏈的另一部分序列互補，所述BHQ的3’端由熒光淬滅基BHQ標記，并且它完全與AB鏈的中間序列互補。

2.一種對稱加密系統，其特征在于，所述對稱加密系統包括權利要求1所述的DNA自組裝結構的，且包括異或運算操作系統。

3.一種根據權利要求2所述的對稱加密系統的對稱加密方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在異或操作中，將明文、密文或熒光信號與密鑰轉化成二進制串，明文、密文或熒光信號與密鑰分別與AB鏈部分區域互補；

步驟二：加密，構建的DNA自組裝結構作為初始運算模塊，加密秘鑰和明文的DNA鏈，與初始運算模塊進行鏈置換反應實施邏輯異或運算，得到密文或熒光信號，從而完成明文的DNA加密過程；

步驟三：解密，解密密鑰和密文或熒光信號的DNA鏈，與DNA自組裝結構進行鏈置換反應實施邏輯異或運算，從而完成密文或熒光信號的DNA解密過程；

其中，明文的每一位的異或操作是在單獨的試管中完成的。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，加密和解密過程中，DNA自組裝結構的AB鏈分別是AB1鏈和AB2鏈，AB1鏈和AB2鏈的特異性識別區域不同，且加密密鑰和解密密鑰的DNA序列不同。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，對明文執行異或操作實現信息的加密，產生熒光信號表示“1”，沒有產生熒光信號表示“0”，所有位的熒光信號連在一起表示密文，然后傳送給接收方。