华南植物园发明基于虚拟基因组的密码构造法

记者近日从中科院华南植物园获悉，由该园科研人员完成的“一种基于虚拟基因组的密码系统（VGC）的构造方法”获国家发明专利授权。此项发明解决了密码学领域一次一密的实际应用问题，在信息安全领域有着广阔的应用前景。

据介绍，传统的密码系统基本都是依赖于数学的密码系统，也就是说它们只具有数学计算上的安全性。目前，仅有所谓的一次一密的密码系统具有理论上不可破译的安全性。但是，该密码系统由于存在密匙管理和分配问题，实际上难以得到广泛应用。当前，密码学家们正在探索新的密码系统，比如量子密码和DNA密码。

此次研究人员提出了一种基于虚拟基因组的密码系统的构造方法。该密码系统有两个互相匹配的密匙，一个是由随机DNA序列组成的虚拟基因组数据库（VGDB），另一个是VGDB中虚拟基因在二维微阵列中随机分布的位置表，即虚拟基因芯片（VDMC）。任意明文信息可以自由地在VDMC上“书写”，也就是在VDMC微阵列上选择组成明文信息的“点”。这些挑选出来的“点”对应着VGDB中的虚拟基因，在这些虚拟基因中随机挑选一个小片段DNA序列，并用生物信息学常用工具BLAST或其他字符串搜索算法确认其在VGDB中的唯一性。密文就是由这些小片段DNA序列组合而成的。

与此同时，解密过程只须用这些小片段DNA序列对VGDB进行BLAST，即可找出组成明文信息的“点”，根据VDMC即可恢复出明文信息。此外，VGC密匙可自我更新，从而实现不可破译的一次一密系统。（记者李洁尉通讯员周飞、曾纪晴）