CN111835507A - 基于基因芯片的非对称加密解密方法 - Google Patents

基于基因芯片的非对称加密解密方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于基因芯片的非对称加密解密方法，所述加密方法包括：获取原始信息后，将所述原始信息转换成二进制编码；对所述二进制编码进行预处理后得到二进制矩阵；获取加密密钥，所述加密密钥包括基因表达溶液；按照所述二进制矩阵的排列方式将所述基因表达溶液设置在基因芯片上。所述解密方法包括：通过检测基因表达方法获取解密密钥；获取待解密基因芯片，利用所述解密密钥对所述基因芯片进行解密，获得解密二进制矩阵；对所述解密二进制矩阵进行逆处理后得到解密二进制编码；将二进制编码转换成原始信息。本发明使得加密解密以更加安全的方式进行且选取了含有硒蛋白核苷酸序列的基因表达溶液，成本低廉且易取得。

Description

基于基因芯片的非对称加密解密方法
技术领域
本发明涉及信息安全领域，具体涉及一种基于基因芯片的非对称加、解密方法。
背景技术
随着科技的发展，信息量的猛增，人们对信息安全的要求越来越强烈。密码系统是信息安全的核心，随着DNA计算器的产生，传统密码学基于电子计算器的理论和方法己变得不是那么牢不可破。一门新兴的交叉学科正在新起，基于DNA的信息处理。生物学家对DNA的研究为我们利用DNA基因提供了方法；人类DNA基因组数据库的建成为我们利用DNA序列处理信息提供了海量的蓝本。DNA加密技术在DNA信息处理的基础上应运而生，与传统的加密技术相比，它主要是基于分子生物学领域，因此针对传统的基于数学的困难问题的加密技术而设计的破解方法对于DNA加密技术无效，同样，理论上无论运算能力多强也无法通过暴力破解攻破这一加密技术。因此DNA加密技术给我们的信息安全提供非常可靠的保障。现有的基于DNA技术的对称加密方法，使用对称加密的方法安全度低，且直接使用明文转换而来的二进制矩阵，尾部全部填充为0，忽略了虚拟芯片尾部填充的隐患。且现有的基因加密方法选取人工合成核苷酸序列来表达蛋白质，不易制备且成本昂贵。因此有必要提出一种新的基于基因芯片的非对称加解密方法。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种基于基因芯片的非对称加密、解密方法，使得基于基因芯片的非对称加密解密方法以更加安全的方式进行加密解密，且选取了含有硒蛋白核苷酸序列的基因表达溶液，成本低廉且易取得。
本申请一方面提供了一种基于基因芯片的非对称加密方法，所述方法包括：
获取原始信息后，将所述原始信息转换成二进制编码；
对所述二进制编码进行预处理后得到二进制矩阵；
获取加密密钥，所述加密密钥包括基因表达溶液；
按照所述二进制矩阵的排列方式将所述基因表达溶液设置在基因芯片上。
优选地，对所述二进制编码进行预处理的方法包括：
若所述二进制编码的位数小于预设矩阵中元素的个数，则对所述二进制编码的末端补零，使得二进制编码的个数与预设矩阵的元素个数相等；
将所述二进制编码转换成二进制矩阵。
优选地，所述预处理的方法还包括：
对所述二进制矩阵中的元素按照预设规则进行置乱处理。
优选地，所述获取加密密钥的方法包括：
通过硒蛋白基因体外表达实验获取加密密钥。
优选地，所述通过硒蛋白基因体外表达实验获取加密密钥的方法包括：
通过硒蛋白基因体外表达实验获取两组基因表达溶液，其中第一组基因表达溶液中含有表达硒蛋白的核苷酸序列，第二组基因表达溶液中核苷酸序列不能够表达硒蛋白；
所述加密密钥包括：含有表达硒蛋白的核苷酸序列的基因表达溶液、不能够表达硒蛋白的核苷酸序列的基因表达溶液中的至少一种。
优选地，所述基因表达溶液中表达硒蛋白的核苷酸序列通过剪切或聚合酶链式反应扩增自然界中的硒蛋白的核苷酸序列得到。
优选地，所述按照所述二进制矩阵的排列方式将所述基因表达溶液设置在基因芯片上的方法为：根据二进制矩阵中元素的信息，选择对应的基因表达溶液，并将对应的基因表达溶液放置在基因芯片的相应位置上。
本申请另一方面提供了一种基于基因芯片的非对称解密方法，所述方法包括：
通过检测基因表达方法获取解密密钥；
获取待解密基因芯片，利用所述解密密钥对所述基因芯片进行解密，获得解密二进制矩阵；
对所述解密二进制矩阵进行逆处理后得到解密二进制编码；
将二进制编码转换成原始信息。
优选地，对所述基因芯片进行解密的方法包括：
通过解密基因体外表达实验进行解密。
优选地，所述通过检测基因表达方法获取解密密钥的方法为：
通过预设实验在DNA生物化学试剂混合溶液中获取解密核苷酸序列，所述解密核苷酸序列即为解密密钥。
优选地，获取待解密基因芯片，利用所述解密密钥对所述基因芯片进行解密基因体外表达实验，获得解密二进制矩阵的方法为：
使用解密密钥制作解密密钥芯片，所述解密密钥芯片上的核苷酸序列的数量和位置与基因芯片上基因表达溶液的排列位置和数量一致；
将所述基因芯片与所述解密密钥芯片相结合，通过解密密钥上的核苷酸序列对基因芯片上的硒蛋白中的核苷酸序列进行标定；
通过标定，若检验出基因芯片上的预设区域含有硒蛋白则记为1；
若不含硒蛋白则记为0；
按照标定结果，将基因芯片上的硒蛋白信息进行汇总，得到解密二进制矩阵。
优选地，所述对所述解密二进制矩阵进行逆处理后得到解密二进制编码的方法包括：
使用与预处理方法中所述的算法的逆算法对解密二进制矩阵进行运算，得到逆置乱矩阵；
剔除逆置乱矩阵尾部填充的冗余信息；
将剔除冗余信息的逆置乱矩阵转换成二进制编码。
本发明基于基因芯片的非对称加密方法使得加密过程更安全，采用能够表达硒蛋白的核苷酸序列，增加了破解的难度，且硒蛋白的核苷酸序列来自于自然界，成本低廉且易得到。
附图说明
图1本发明一施例提供的基于基因芯片的非对称加密方法流程图。
图2本发明一施例提供的基于基因芯片的非对称解密方法流程图。
图3本发明一施例提供的解密密钥芯片对基因芯片解密状态示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1所示，是本发明提供的基于基因芯片的非对称加密方法的流程图。根据不同的需求，所述流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
步骤S11、获取原始信息后，将所述原始信息转换成二进制编码。
在本发明一实施方式中，所述原始信息可以为文字信息，按照ASCII编码的规则将所述文字信息转换成二进制编码。例如获取的原始信息为“Hello”，按照ASCII编码的规则转换成二进制编码的形式为：0100100001100101011011000110110001101111。
在本发明又一实施方式中，所述原始信息还可以为图像信息，将所述图像信息经过采样、量化、编码的方式转化成二进制编码。由于将图像转换为二进制编码为现有技术，在此不再赘述。
步骤S12、对所述二进制编码进行预处理后得到二进制矩阵。
对所述二进制编码进行预处理的方法可以为：
若所述二进制编码的位数小于预设矩阵中元素的个数，则对所述二进制编码的末端补零，使得二进制编码的个数与预设矩阵的元素个数相等；
将所述二进制编码转换成二进制矩阵。
在一实施方式中，对所述预设矩阵中的元素按照非精确增广拉格朗日乘子(Inexact Augmented Lagrange Multiplier，简称IALM)算法进行置乱处理后得到所述二进制矩阵。
在本发明一实施方式中，将原始信息“Hello”转化成二进制编码“0100100001100101011011000110110001101111”，然后将所述二进制编码转换成7×6的矩阵，在本实施例中，所述二进制编码的个数小于预设矩阵中元素的个数，则对所述二进制编码的末端补零，补零后的二进制编码为“010010000110010101101100011011000110111100”，将所述补零后的二进制编码转换成如下二进制矩阵：
Figure BDA0002034233650000051
按照预设规则进行置乱处理后得到所述二进制矩阵：
Figure BDA0002034233650000061
在一个实施方式中，所述置乱处理使用的算法为IALM算法(Inexact AugmentedLagrange Multiplier非精确增广拉格朗日乘子法)。其他实施方式中也可以是现有技术中其他置乱算法，在此不再赘述。
步骤S13、获取加密密钥，所述加密密钥包括基因表达溶液。
获取加密密钥的方法可以为通过硒蛋白基因体外表达实验。
所述通过硒蛋白基因体外表达实验获取加密密钥的方法可以为：
通过硒蛋白基因体外表达实验获取两组基因表达溶液，其中第一组基因溶液中含有表达硒蛋白的核苷酸序列，第二组基因溶液中核苷酸序列不能够表达硒蛋白。
在本发明一实施方式中，所述加密密钥可以为：含有表达硒蛋白的核苷酸序列和不能够表达硒蛋白的核苷酸序列。
在本发明一实施方式中，所述加密密钥可以为：含有表达硒蛋白的核苷酸序列。
所述基因表达溶液中的核苷酸序列可以通过剪切或聚合酶链式反应扩增自然界中的硒蛋白的核苷酸序列得到。
在本发明一实施方式中，所述硒蛋白可以是含有硒半胱氨酸的蛋白。例如，哺乳动物体系的硫氧还蛋白还原酶，所述硫氧还蛋白还原酶通过体外表达实验得到两组基因表达溶液，其中第一组基因溶液中能够表达含有硫氧还蛋白还原酶的核苷酸序列，第二组基因溶液中的核苷酸序列不能表达硫氧还蛋白还原酶，由此方法可以得到加密密钥。
在本发明又一实施例中，所述硒蛋白也可以硫氧还蛋白还原酶，所述硫氧还蛋白还原酶通过体外表达实验得到一组基因表达溶液，所述基因溶液中含有硫氧还蛋白还原酶核苷酸序列，所述含有硫氧还蛋白还原酶核苷酸序列的基因表达溶液即为得到加密密钥。
步骤S14、按照所述二进制矩阵的排列方式将所述基因表达溶液设置在基因芯片上。
所述按照所述二进制矩阵的排列方式将所述基因表达溶液设置在基因芯片上的方法可以为：根据二进制矩阵中元素的信息，选择对应的基因表达溶液，并将对应的基因表达溶液放置在基因芯片的相应位置上。
在本发明一实施方式中，将具有硒蛋白的核苷酸序列放在所述二进制矩阵的1的位置，将不具有硒蛋白的核苷酸序列放在所述二进制矩阵0的位置。从而得到用核苷酸序列表达信息的基因芯片。
Figure BDA0002034233650000071
请参阅图2所示，是本发明提供的基于基因芯片的非对称解密方法的流程图。根据不同的需求，所述流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
步骤S21、通过检测基因表达方法获取解密密钥。
通过检测基因表达方法获取解密密钥的方法为：通过预设实验在DNA生物化学试剂混合溶液中获取解密核苷酸序列，所述解密核苷酸序列即为解密密钥。
在本发明一实施方式中，所述DNA生物化学试剂可以是从生物体中提取的生物体的基本成分，主要成分为氨基酸；所述预设实验为电泳实验，在电泳实验下进行杂交反应，得到解密核苷酸序列，即为解密密钥。
步骤S22、获取待解密基因芯片，利用所述解密密钥对所述基因芯片进行解密，获得解密二进制矩阵。
对所述基因芯片进行解密的方法可以为：通过解密基因体外表达实验进行解密。
所述获取所述基因芯片，对所述基因芯片和所述解密密钥进行解密基因体外表达实验，获得解密二进制矩阵的方法可以为：
使用解密密钥制作解密密钥芯片，所述解密密钥芯片上的核苷酸序列的数量和位置与基因芯片上基因表达溶液的排列位置和数量一致；
将所述基因芯片与所述解密密钥芯片相结合，通过解密密钥上的核苷酸序列对基因芯片上的硒蛋白中的核苷酸序列进行标定；
通过标定，若检验出基因芯片上的预设区域含有硒蛋白则记为1；
若不含硒蛋白则记为0；
按照标定结果，将基因芯片上的硒蛋白信息进行汇总，得到解密二进制矩阵。
在本发明一实施方式中，所述基因芯片表面分割成42个区域，每个区域上包含有用基因表达溶液中的核苷酸序列加密的信息。解密芯片的表面也被分为42个区域，其中区域的划分方式与基因芯片的划分方式相同。解密芯片的每个区域上有解密核苷酸序列。将所述基因芯片与所述解密密钥芯片相结合，如图3解密密钥芯片对基因芯片解密状态示意图所示，使得解密密钥芯片上的每一位置和基因芯片上的对应位置相重合，通过解密密钥上的核苷酸序列对基因芯片上的核苷酸序列使用电泳分析方法进行标定。通过标定，若检验出基因芯片上的预设区域含有表达硒蛋白的核苷酸序列则记为1，若不含表达硒蛋白的核苷酸序列则记为0。按照标定结果，将基因芯片上的核苷酸序列信息进行汇总，汇总得到解密二进制矩阵。
步骤S23、对所述解密二进制矩阵进行逆处理后得到解密二进制编码。
所述对所述解密二进制矩阵进行逆处理后得到解密二进制编码的方法可以为：
使用与预处理方法中所述的算法的逆算法对解密二进制矩阵进行运算，得到逆置乱矩阵；
剔除逆置乱矩阵尾部填充的冗余信息；
将剔除冗余信息的逆置乱矩阵转换成二进制编码。
在本发明一实施方式中，可以使用与预处理方法中所述的算法的逆算法对解密二进制矩阵进行运算，得到逆置乱矩阵；在一实施方式中，可以按照非精确增广拉格朗日乘子(Inexact Augmented Lagrange Multiplier，简称IALM)算法对所述解密二进制矩阵进行运算，得到逆置乱矩阵。
在本发明又一实施方式中，加密过程中为了构建二进制矩阵，在二进制编码后面进行了补零处理，在解密完成之后需要剔除逆置乱矩阵尾部填充的零。然后将剔除冗余信息(在本实施方式中冗余信息即为二进制矩阵后面填充的零)的逆置乱矩阵转换成二进制编码。
步骤S24、将二进制编码转换成原始信息。
在本发明一实施方式中，获得的二进制编码信息为：0100100001100101011011000110110001101111，按照ASCII编码的规则将所述二进制编码转换成文字信息“Hello”。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化，均属于本发明的范围。

Claims (12)

1.一种基于基因芯片的非对称加密方法，其特征在于，所述方法包括：
获取原始信息后，将所述原始信息转换成二进制编码；
对所述二进制编码进行预处理后得到二进制矩阵；
获取加密密钥，所述加密密钥包括基因表达溶液；
按照所述二进制矩阵的排列方式将所述基因表达溶液设置在基因芯片上。
2.如权利要求1所述的基于基因芯片的非对称加密方法，其特征在于，对所述二进制编码进行预处理的方法包括：
若所述二进制编码的位数小于预设矩阵中元素的个数，则对所述二进制编码的末端补零，使得二进制编码的个数与所述预设矩阵的元素个数相等；
将所述二进制编码转换成二进制矩阵。
3.如权利要求2所述的基于基因芯片的非对称加密方法，其特征在于，所述预处理的方法还包括：
对所述二进制矩阵中的元素按照预设规则进行置乱处理。
4.如权利要求1所述的基于基因芯片的非对称加密方法，其特征在于，所述获取加密密钥的方法包括：
通过硒蛋白基因体外表达实验获取加密密钥。
5.如权利要求1所述的基于基因芯片的非对称加密方法，其特征在于，所述通过硒蛋白基因体外表达实验获取加密密钥的方法包括：
通过硒蛋白基因体外表达实验获取两组基因表达溶液，其中第一组基因表达溶液中含有表达硒蛋白的核苷酸序列，第二组基因表达溶液中核苷酸序列不能够表达硒蛋白；
所述加密密钥包括：含有表达硒蛋白的核苷酸序列的基因表达溶液、不能够表达硒蛋白的核苷酸序列的基因表达溶液中的至少一种。
6.如权利要求5所述的基于基因芯片的非对称加密方法，其特征在于，所述基因表达溶液中表达硒蛋白的核苷酸序列通过剪切或聚合酶链式反应扩增自然界中的硒蛋白的核苷酸序列得到。
7.如权利要求1所述的基于基因芯片的非对称加密方法，其特征在于，所述按照所述二进制矩阵的排列方式将所述基因表达溶液设置在基因芯片上的方法为：根据二进制矩阵中元素的信息，选择对应的基因表达溶液，并将对应的基因表达溶液放置在基因芯片的相应位置上。
8.一种基于基因芯片的非对称解密方法，其特征在于，所述方法包括：
通过检测基因表达方法获取解密密钥；
获取待解密基因芯片，利用所述解密密钥对所述基因芯片进行解密，获得解密二进制矩阵；
对所述解密二进制矩阵进行逆处理后得到解密二进制编码；
将二进制编码转换成原始信息。
9.如权利要求8所述的基于基因芯片的非对称解密方法，其特征在于，对所述基因芯片进行解密的方法包括：
通过解密基因体外表达实验进行解密。
10.如权利要求8所述的基于基因芯片的非对称解密方法，其特征在于，所述通过检测基因表达方法获取解密密钥的方法为：
通过预设实验在DNA生物化学试剂混合溶液中获取解密核苷酸序列，所述解密核苷酸序列即为解密密钥。
11.如权利要求8所述的基于基因芯片的非对称解密方法，其特征在于，获取待解密基因芯片，利用所述解密密钥对所述基因芯片进行解密基因体外表达实验，获得解密二进制矩阵的方法为：
使用解密密钥制作解密密钥芯片，所述解密密钥芯片上的核苷酸序列的数量和位置与基因芯片上基因表达溶液的排列位置和数量一致；
将所述基因芯片与所述解密密钥芯片相结合，通过解密密钥上的核苷酸序列对基因芯片上的硒蛋白中的核苷酸序列进行标定；
通过标定，若检验出基因芯片上的预设区域含有硒蛋白则记为1；
若不含硒蛋白则记为0；
按照标定结果，将基因芯片上的硒蛋白信息进行汇总，得到解密二进制矩阵。
12.如权利要求8所述的基于基因芯片的非对称解密方法，其特征在于，所述对所述解密二进制矩阵进行逆处理后得到解密二进制编码的方法包括：
使用与预处理方法中所述的算法的逆算法对解密二进制矩阵进行运算，得到逆置乱矩阵；
剔除逆置乱矩阵尾部填充的冗余信息；
将剔除冗余信息的逆置乱矩阵转换成二进制编码。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220410938A1 (en) * 2021-06-29 2022-12-29 Toyota Research Institute, Inc. Systems and methods for predicting the trajectory of a moving object

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050158736A1 (en) * 2000-01-21 2005-07-21 Shaw Sandy C. Method for studying cellular chronomics and causal relationships of genes using fractal genomics modeling
CN103310157A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 大连大学 基于rt-dna元胞自动机的图像加密方法
US20150163060A1 (en) * 2010-04-22 2015-06-11 Martin Tomlinson Methods, systems and apparatus for public key encryption using error correcting codes
CN106817218A (zh) * 2015-12-01 2017-06-09 国基电子（上海）有限公司 基于dna技术的加密方法
CN108122188A (zh) * 2018-01-12 2018-06-05 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种图像加密方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6849417B1 (en) * 1998-04-06 2005-02-01 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Mammalian selenoprotein differentially expressed in tumor cells
US7044911B2 (en) * 2001-06-29 2006-05-16 Philometron, Inc. Gateway platform for biological monitoring and delivery of therapeutic compounds
US20090191553A1 (en) * 2007-10-01 2009-07-30 Applied Biosystems Inc. Chase Ligation Sequencing
CN107058059B (zh) * 2011-09-26 2020-08-07 基因技术股份公司 高效的小体积核酸合成
US20130335635A1 (en) * 2012-03-22 2013-12-19 Bernard Ghanem Video Analysis Based on Sparse Registration and Multiple Domain Tracking
TW201634699A (zh) * 2015-03-31 2016-10-01 Ａｐｄｎ維京群島公司 現場去氧核醣核酸萃取、檢測與驗證之方法及其系統
AU2017207317A1 (en) * 2016-01-11 2018-06-28 Edico Genome, Corp. Genomic infrastructure for on-site or cloud-based DNA and RNA processing and analysis

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050158736A1 (en) * 2000-01-21 2005-07-21 Shaw Sandy C. Method for studying cellular chronomics and causal relationships of genes using fractal genomics modeling
US20150163060A1 (en) * 2010-04-22 2015-06-11 Martin Tomlinson Methods, systems and apparatus for public key encryption using error correcting codes
CN103310157A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 大连大学 基于rt-dna元胞自动机的图像加密方法
CN106817218A (zh) * 2015-12-01 2017-06-09 国基电子（上海）有限公司 基于dna技术的加密方法
CN108122188A (zh) * 2018-01-12 2018-06-05 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种图像加密方法

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