[發明專利]一種DNA存儲的對稱加密方法

有效

• 申請號: 202110557922.2
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113315623B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 劉文斌;昝鄉鎮;姚祥宇;李樹棟;許鵬;方剛;陳智華;石曉龍;鮑振申
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/08;G06F21/60;G16B30/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚鵬

1.一種DNA存儲的對稱加密方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取待加密文件，根據加密密鑰加密所述待加密文件的二進制信息，得到DNA存儲序列；

將所述DNA存儲序列進行混淆操作處理；

將若干混淆操作處理后的所述DNA存儲序列進行合成得到DNA分子序列，將所述DNA分子序列進行存儲，所述DNA分子序列通過測序得到讀長，根據所述讀長與所述加密密鑰解密得到所述二進制信息；

其中，所述DNA存儲序列包括索引值部分和數據域部分，所述獲取待加密文件，根據加密密鑰加密所述待加密文件的二進制信息，得到DNA存儲序列這一步驟，包括：

將所述二進制信息進行分組得到若干二進制分組，根據所述二進制分組生成所述索引值部分，并根據索引值部分與所述二進制分組構成待調制二進制分組；

根據所述加密密鑰的密鑰序列以及所述待調制二進制分組生成二維二進制序列，對所述二維二進制序列進行DNA堿基替換，得到DNA存儲序列。

2.根據權利要求1所述的一種DNA存儲的對稱加密方法，其特征在于，所述將所述DNA存儲序列進行混淆操作處理這一步驟，其包括：

確定序列拷貝數閾值以及干擾錯誤率閾值，構建第一集合，并將所述DNA存儲序列存儲至所述第一集合中；

從所述第一集合中抽取得到第一序列，對所述第一序列進行拷貝得到不小于所述序列拷貝數閾值的若干重復序列；

根據所述干擾錯誤率閾值對所述重復序列進行序列段落修改，將修改后的所述重復序列添加整合得到混淆操作處理后的所述DNA存儲序列。

3.根據權利要求2所述的一種DNA存儲的對稱加密方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟：

對所述DNA分子進行測序得到所述讀長，根據所述加密密鑰對所述讀長中的序列段落修改內容進行校正；

將校正后的所述讀長進行分組，從所述讀長的分組中得到一致性序列；

根據所述索引值部分將所述一致性序列進行排序，去除排序后所述一致性序列的索引值部分，并進行二進制轉換得到所述二進制信息。

4.根據權利要求3所述的一種DNA存儲的對稱加密方法，其特征在于，所述對所述DNA分子進行測序得到所述讀長，根據所述加密密鑰對所述讀長中的序列段落修改內容進行校正這一步驟，其包括：

根據所述讀長進行逐堿基替換得到調制二進制信息，整合所述調制二進制信息得到觀測調制碼序列；

通過全局對比算法，將所述觀測調制碼序列以及所述加密密鑰的密鑰序列進行比對，并根據所述觀測調制碼，校正所述讀長中的序列段落修改內容。

5.根據權利要求3所述的一種DNA存儲的對稱加密方法，其特征在于，所述將校正后的所述讀長進行分組，從所述讀長的分組中得到一致性序列這一步驟，其包括：

生成所述讀長的校正信息，根據所述校正信息將所述讀長劃分為無校正序列和有校正序列；

將所述無校正序列按所述索引值部分進行分組，得到第二集合；

根據索引值部分對所述第二集合中的序列進行篩除，和/或根據所述有校正序列對所述第二集合進行擴充；

從篩除和/或擴充后的所述第二集合提取得到高頻存儲序列作為所述一致性序列。

6.根據權利要求5所述的一種DNA存儲的對稱加密方法，其特征在于，所述根據索引值部分對所述第二集合中的序列進行篩除這一步驟，其包括：

確定分組純化閾值，確定所述第二集合中的第二序列與所述第二集合中的其他序列的漢明距離均值大于所述分組純化閾值，將所述第二序列從所述第二集合中刪除。

7.根據權利要求5所述的一種DNA存儲的對稱加密方法，其特征在于，所述根據所述有校正序列對所述第二集合進行擴充這一步驟，其包括：

根據所述校正信息以及所述索引值部分的漢明距離，將所述有校正序列進行排序得到第一列表；

確定所述第一列表中的第三序列與所述第一列表中其他序列的漢明距離均值小于分組純化閾值，將所述第三序列添加至所述第二集合中。