《大規模納米DNA計算模型及密碼系統的研究》是依託北京大學，由許進擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大規模納米DNA計算模型及密碼系統的研究
- 項目負責人：許進
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬構建具有實用化的大規模納米DNA計算模型及密碼系統。通過數論理論和算法設計，展開多層次研究，並提出基本計算模型結構。再利用DNA自組裝技術，自上而下進行模組化特異性集成，獲得不同結構納米計算器件的基底。同時引入化學修飾、分子識別和聚合，實現納米顆粒與DNA分子的結合，構建具有專用功能的納米計算和密碼系統。最後，結合數學建模和計算機設計，實現大規模納米DNA計算模型和密碼專用機，完成基本的密碼體系分析和構建。該研究項目對未來大規模信息處理和高強度密碼系統的研究具有重要意義。
結題摘要
本項目研究內容是大規模的DNA計算模型以及密碼系統的研究。主要研究內容有兩點：一是大規模DNA計算模型的研究，其中主要圍繞分子生物計算的結構和體系，確定基本的數學理論和套用手段。二是基於圖理論的新型圖形密碼的設計和安全性分析。重要成果如下： 通過對國內外DNA計算模型的研究進展，對圖靈機模型下的DNA計算進行了詳細的分析，並給出了約束其計算能力的原因。提出了基於探針運算的探針機原理，根據探針計算的原理，在DNA計算中的需求給出了連線型探測計算模型和傳遞型探針計算模型。並給出了使用探針計算機求解哈密頓圈問題和求解圖著色問題的具體步驟和實驗方法。 套用圖示號與相關理論和技術構建出一種拓撲型圖形密碼的具體化體系結構，設計出安全可靠的高階孿生優美圖的方法。定義了一種新的圖的標號，為邊魔幻全優美標號，並在圖兩個標號的性質上構建了標號圖算法。證明了每一個圖至少存在一個邊魔幻全優美標號，在隱藏密碼信息傳遞及信息分析領域有較高的套用價值。 大規模DNA計算理論突破了傳統圖靈計算的局限性，是未來新型生物計算的研究重點方向。本項目中課題組對基於探針機的大規模DNA計算進行了理論分析和實驗驗證。另外，項目研究內容中的圖形密碼是信息通訊的密碼理論基礎，套用圖示號的相關理論技術，對圖形密碼的設計有著很好的理論支撐。通過理論分析與實驗驗證相結合的方法分析出了拓撲密碼學的內在關係。
