科學(xué)家實(shí)現(xiàn)DNA安全加密實(shí)景測試
更新時(shí)間：2026/4/3 10:35:20 來源：新華社
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法國國家科學(xué)研究中心1日發(fā)布公報(bào)說，該中心研究人員與同行合作，開發(fā)出一種基于DNA（脫氧核糖核酸）的安全加密方案并完成真實(shí)場景下的測試，為外交、軍事和科研等敏感領(lǐng)域的通信加密開辟了新途徑。
公報(bào)介紹，當(dāng)前，敏感數(shù)據(jù)加密大多依賴“有條件安全”方法，即默認(rèn)攻擊者算力有限且很難破譯。理論上最安全的“一次性密碼”雖然可實(shí)現(xiàn)“無條件安全”，但存在諸多難點(diǎn)，例如密鑰必須提前共享、與信息內(nèi)容等長、只使用一次，而且必須完全隨機(jī)。現(xiàn)實(shí)中尤其在遠(yuǎn)距離通信時(shí)，生成和共享這樣的大規(guī)模隨機(jī)密鑰一直很難。
法國國家科學(xué)研究中心等機(jī)構(gòu)研究人員開發(fā)出一種基于DNA的加密方案。研究人員先制備兩套完全相同的人工合成DNA樣本作為“密碼本”，一份給發(fā)送方，一份給接收方。DNA由A、T、C、G四種堿基組成，其排列可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的隨機(jī)。通信前，雙方分別對(duì)所持DNA片段進(jìn)行測序，生成彼此一致的二進(jìn)制密鑰，從而借助密鑰實(shí)現(xiàn)對(duì)最高可達(dá)數(shù)百兆字節(jié)信息的編碼、發(fā)送和解碼。
據(jù)介紹，這種加密方法頗具優(yōu)勢。DNA本身具備高存儲(chǔ)密度和穩(wěn)定性。幾毫克DNA即可存儲(chǔ)艾字節(jié)級(jí)二進(jìn)制信息，相當(dāng)于約100萬個(gè)硬盤容量；在妥善保存的情況下，DNA聚合物可保存數(shù)千年。此外，這種共享密鑰的機(jī)制不會(huì)受到收發(fā)雙方距離的限制，理論上甚至可用于地月通信。
更重要的是，基于DNA的加密讓“無條件安全”加密成為可能。研究團(tuán)隊(duì)通過測試發(fā)現(xiàn)，即使生成密鑰所用DNA被攔截，通信仍可保持安全，因?yàn)槊總�(gè)DNA序列只有兩份拷貝，任何被部分竊取的密鑰都不會(huì)被再次使用；如果截獲者試圖拷貝密鑰再歸還，會(huì)導(dǎo)致拷貝數(shù)量異常，通信雙方可輕易檢測到這一風(fēng)險(xiǎn)并棄用這些密鑰。
（記者羅毓）
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法國國家科學(xué)研究中心1日發(fā)布公報(bào)說，該中心研究人員與同行合作，開發(fā)出一種基于DNA（脫氧核糖核酸）的安全加密方案并完成真實(shí)場景下的測試，為外交、軍事和科研等敏感領(lǐng)域的通信加密開辟了新途徑。
公報(bào)介紹，當(dāng)前，敏感數(shù)據(jù)加密大多依賴“有條件安全”方法，即默認(rèn)攻擊者算力有限且很難破譯。理論上最安全的“一次性密碼”雖然可實(shí)現(xiàn)“無條件安全”，但存在諸多難點(diǎn)，例如密鑰必須提前共享、與信息內(nèi)容等長、只使用一次，而且必須完全隨機(jī)。現(xiàn)實(shí)中尤其在遠(yuǎn)距離通信時(shí)，生成和共享這樣的大規(guī)模隨機(jī)密鑰一直很難。
法國國家科學(xué)研究中心等機(jī)構(gòu)研究人員開發(fā)出一種基于DNA的加密方案。研究人員先制備兩套完全相同的人工合成DNA樣本作為“密碼本”，一份給發(fā)送方，一份給接收方。DNA由A、T、C、G四種堿基組成，其排列可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的隨機(jī)。通信前，雙方分別對(duì)所持DNA片段進(jìn)行測序，生成彼此一致的二進(jìn)制密鑰，從而借助密鑰實(shí)現(xiàn)對(duì)最高可達(dá)數(shù)百兆字節(jié)信息的編碼、發(fā)送和解碼。
據(jù)介紹，這種加密方法頗具優(yōu)勢。DNA本身具備高存儲(chǔ)密度和穩(wěn)定性。幾毫克DNA即可存儲(chǔ)艾字節(jié)級(jí)二進(jìn)制信息，相當(dāng)于約100萬個(gè)硬盤容量；在妥善保存的情況下，DNA聚合物可保存數(shù)千年。此外，這種共享密鑰的機(jī)制不會(huì)受到收發(fā)雙方距離的限制，理論上甚至可用于地月通信。
更重要的是，基于DNA的加密讓“無條件安全”加密成為可能。研究團(tuán)隊(duì)通過測試發(fā)現(xiàn)，即使生成密鑰所用DNA被攔截，通信仍可保持安全，因?yàn)槊總�(gè)DNA序列只有兩份拷貝，任何被部分竊取的密鑰都不會(huì)被再次使用；如果截獲者試圖拷貝密鑰再歸還，會(huì)導(dǎo)致拷貝數(shù)量異常，通信雙方可輕易檢測到這一風(fēng)險(xiǎn)并棄用這些密鑰。
（記者羅毓）
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