DNA加密新突破!科学家们开发可编程信息保密技术

近日，Xi交通大学赵永席教授团队研究成果在全球权威期刊《先进材料》中以《基于DNA顺序编码的可编程信息加密策略》为基础。(Advanced Materials)在线发布。Xi交通大学生命学院生物医学信息工程教育部重点实验室为论文第一作者单位和通信作者单位，前沿科技研究所为共同通信单位，教授赵永席和副教授赵越为共同通信作者，博士生为第一作者。

随着数字化进程的加快，信息存储密度、数据保密性和加密灵活性面临着前所未有的挑战。因此，新的信息载体和加密机制的发展已经成为信息技术领域的重要研究内容。DNA分子正逐渐成为下一代信息存储和数据加密的潜在材料，因为它们独特的序列可编程性和自然的分子多样性。但目前加密方式存在单一、密钥随机性不足等缺陷，难以抵御日益复杂的暴力攻击，信息安全保障需求变得尤为迫切。

关于这个问题，团队成功开发了基于DNA序列顺序生成的信息编码和加密策略，可以根据需要生成符合高级加密标准的文本、图像等多种类型的信息。(Advanced Encryption Standard, AES)为了支持灵活的授权浏览需求，安全钥匙。研究小组创新性地制定了茎环结构探针引导的引物交换反应机制。(hairpin-mediated primer exchange reaction, HAMER)，根据预设的解密规则，通过特定引物触发精确的链延伸和置换反应，启动特定DNA生成路径的级联反应，精确控制长链DNA的合成顺序，通过DNA分子条码的可编程顺序拼接，完成目标信息的读取和恢复。

该策略不仅具有根据权限动态生成密钥或信息的能力，还支持高度灵活的加密路径设备，大大提高了系统的随机性和抽象性，有效提高了加密数据的抗破解性能。这项工作为DNA分子在未来信息安全系统中高密度存储和高度安全的加密应用奠定了技术基础。