DNA計算在DNA密碼中的應(yīng)用研究.pdf

1、DNA計算是近年來迅速發(fā)展起來的新型計算技術(shù)，以前我們只是單純的把現(xiàn)實模型轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)模型來求解，但是現(xiàn)在DNA計算給我們的疑難數(shù)學(xué)問題又提供了一個便捷的解決方式，它把抽象的數(shù)學(xué)問題形象化的轉(zhuǎn)為生物問題，從另一個角度來解決數(shù)學(xué)問題的計算方法，DNA計算是根據(jù)DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補配對原則，首先將要處理的數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化成已編碼的特定的DNA分子，然后通過然后通過酶的作用，得到各種數(shù)據(jù)，然后聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、超聲波降解、聚合重

2、疊放大技術(shù)(POA)、電泳、分子純化等現(xiàn)代分子生物技術(shù)手段獲得運算結(jié)果;最后通過測序等方法解讀計算結(jié)果。
　　DNA計算的核心問題是將已知信息進行標(biāo)記然后打亂放入被編碼的DNA序列中，在經(jīng)過一定時間內(nèi)所完成生物化學(xué)反應(yīng)，使得可以從反應(yīng)后的產(chǎn)物及溶液中能得到全部的解空間。而且因為DNA分子具有生物算法的高度的并行性和其貯存的容量非?？捎^且耗能極少，因此DNA計算機與常規(guī)電子計算機相比，是具有其獨特的優(yōu)勢的，這使得DNA計算比起已知的

3、計算方式更具有優(yōu)勢。
　　DNA密碼是近年來才出現(xiàn)的密碼新領(lǐng)域，它比已知的密碼更具有保密性，它是建立在DNA計算的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的。DNA密碼是以DNA分子做為信息載體，使用現(xiàn)代生物技術(shù)來挖掘DNA分子帶有的存儲容量大和高度并行性及低耗能等優(yōu)點，實現(xiàn)分析、加密、認(rèn)證等密碼學(xué)功能。
　　在密碼發(fā)展史上，我們知道出現(xiàn)過古典密碼、近代密碼、現(xiàn)代密碼，隨著密碼的發(fā)展，各宗密碼的有缺點已經(jīng)了然于心，但是隨著密碼的發(fā)展密碼的缺點由不能確保消

4、息的安全性，有極大的可能被篡改、刪除、重放被極大的修正了，而且還多了認(rèn)證防偽技術(shù)。這無一不說明著密碼的飛速發(fā)展，但是現(xiàn)在密碼學(xué)局限于代碼的數(shù)量、代碼的復(fù)雜度、代碼的安全性及代碼被人們所熟知從而密鑰喪失了其秘密性，使得密碼有種岌岌可危的危險性，正是在這種情況下，DNA密碼應(yīng)運而生。
　　DNA分子的脫氧核糖、磷酸和4種含氮堿基及堿基互補原則，使得DNA分子所能表達(dá)的信息所含容量之大（一段20堿基的DNA序列，其組合方式可高達(dá)一萬億種