基于DNA技术的加密方法与流程

本发明涉及一种信息加密方法，尤其涉及一种基于DNA技术的加密方法。
背景技术：
：随着信息网络的快速发展，信息的传播越来越便捷，信息扩散的速度和不可控性也越来越强，各种商业文件、军事文件等重要机密也越来越多的通过网络进行传输，对于这些机密文件，通常在传输前对其进行加密，但若加密的方式不对，这些机密文件很可能被解密而被窃取，往往会造成无法挽回的损失。技术实现要素：鉴于以上内容，有必要提供一种基于DNA技术的难以被破解的加密方法。一种基于DNA技术的加密方法，包括如下步骤：将要加密的信息的明文转变为二进制的序列，并将所述二进制序列分成若干组，将每一组的序列排列成一信息矩阵；将矩阵的每两位转换成对应的碱基，从而将信息矩阵转换成碱基信息矩阵；从网络基因库中的随机位置提取出一DNA序列，将所述DNA序列排列成一碱基转换矩阵，用所述碱基转换矩阵对该碱基信息矩阵进行转换而得到加密后的碱基信息矩阵，将加密后的碱基信息矩阵展开而得到碱基信息序列；为所述碱基信息序列生成引物，并将所述引物加入所述碱基信息序列的前部和后部，从而得到完整的DNA序列；及利用生化合成方法根据所述DNA序列合成对应的DNA实物。相较于现有技术，上述基于DNA技术的加密方法将要加密的信息加密而生成DNA实物，保密性强，难以被破解。附图说明图1是本发明一信息加密系统的一组成图。图2是本发明基于DNA技术的加密方法的一流程图。图3是图2的加密方法得到的一二进制序列的一示意图。图4是图3的二进制序列转换得到的碱基信息矩阵的示意图。图5是一碱基转换矩阵的示意图。图6是进行生物异或的规则示意图。图7是矩阵进行行列交换的规则示意图。图8是碱基信息矩阵进行置换的规则示意图。主要元件符号说明加密系统50明文转换单元51矩阵转换单元52引物生成单元53DNA实物合成单元54密钥制作单元55如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。具体实施方式请参阅图1，本发明基于DNA技术的加密方法的较佳实施方式用于对需要加密的信息进行加密处理，该加密方法由一加密系统50来实施，该加密系统50包括一明文转换单元51、一矩阵转换单元52、一引物生成单元53、一DNA实物合成单元54和一密钥制作单元55。请参阅图2，其为所述加密方法进行加密的流程图，其包括以下步骤。步骤11，明文转换单元51根据字符编码表将要加密的信息的明文转变为图3所示的二进制的序列，然后将转换得到的二进制序列的每128位分为一组，不足128为的用0补足，从而得到多个组，每一个组中的二进制数排列成如图4所示的4x32的信息矩阵。步骤12，将4x32的信息矩阵中每两个数字对应到一个碱基，通常按照DNA编码，将二进制数00对应到碱基C，01对应到碱基T，10对应到碱基A，11对应到碱基G，从而得到一图5所示的4x16的碱基信息矩阵M0。步骤13，从网络基因库中的随机位置提取出连续64个碱基长的DNA序列，并排列生成一4x16的碱基转换矩阵M1（如图5所示），并记下该DNA序列在网络基因库中的位置。步骤14，矩阵转换单元52将碱基信息矩阵M0转换成一互补的碱基信息矩阵M01，通常是碱基C与碱基G互补，碱基A与碱基T互补，然后将碱基信息矩阵M01与碱基转换矩阵M1按照图6的表进行生物异或而得到新的碱基信息矩阵M02，即碱基A与碱基A生物异或的结果为碱基A，碱基A与碱基C生物异或的结果为碱基C，依此类推。步骤15，将碱基信息矩阵M02和转换矩阵M1转换为4x32的二进制数矩阵，矩阵转换单元52用转换矩阵M1来引导信息矩阵M02做多次的行列交换，共循环32轮，最后得到加密的信息矩阵M03。请参阅图7，行列交换时，首先第1轮从转换矩阵M1第一行开始读取连续4位，假设为0010（图7中横着的圈所包围），将其看为00和10，分别表示十进制数0和2，则将信息矩阵M02中的第0+1列(即第1列)和第2+1列(即第3列)的元素互换；同时竖着读取转换矩阵M1中第一列，假设为0111（图7中竖着的圈所包围），将其看为01和11，分别表示十进制数1和3，同理将矩阵信息M02中第1+1行（即第2行）和第3+1行（即第4行）元素互换。至此第1轮的变换结束。转换矩阵M1一行32位，可以进行8轮，4行共可进行32轮；第n*i(n<=4，i<=8)轮变换则是横着读取第n行从第4*（i-1）位开始到4*i-1位的连续4个字符，来引导信息矩阵M02的4*（i-1）到4*i-1中的列来做互换，竖着读取第i-1列的4个字符，来引导信息矩阵M02的行列变换。步骤16，将信息矩阵M03转换成碱基矩阵，然后矩阵转换单元52将转换得到的碱基信息矩阵M03对照图8的氨基酸表进行置换，置换的方法是将矩阵中的四个碱基作为1组，前两个碱基查找行，后两个碱基查找列，然后用行列交叉位置出的四个碱基替换原来的四个碱基，例如若从信息矩阵M03第一行第一列位置开始的四个碱基依次为GCAG，则用前两个碱基GC确定行，后两个碱基AG确定列，从而得到用来替换的四个碱基为GAGG，用其替换原来的四个碱基GCAG，依次类推，从而得到新的碱基信息矩阵M04，将其展开就是碱基信息序列M04。步骤17，引物生成单元53为该碱基信息序列M04生成引物，并将引物加入碱基信息序列M04的前部和后部，从而得到完整的DNA序列；引物生成单元53通常是用软件primerPremier5.0，根据设定的引物生成规则生成引物。步骤18，DNA实物合成单元54利用生化合成方法根据该DNA序列合成对应的DNA实物，该DNA实物就是明文通过加密后得到的最终产物。步骤19，密钥制作单元55将转换矩阵M1对应的DNA序列在网络基因库中的位置和引物生成规则制作成密钥，将DNA实物和密钥分别交给接收者。解密过程就是上面流程的逆过程，即接受者根据DNA实物来获得其对应的DNA序列，然后根据密钥从DNA序列中反推出最初的明文信息。当前第1页1 2 3