用于信息加密的分子自動機的編碼研究

???????? 利用 DNA 計算的方法構造的分子自動機是一種納米尺度的計算機構，它能在
納米尺度進行高度并行的邏輯、推理等運算，從而實現自動機的功能，是一種DNA 計算
和納米計算的新模型。由于有限自動機可以用于信息加密和解密，因此分子有限自動機也可以實現類似的功能。通過對分子有限自動機進行合理的編碼，可實現一種新型信息加密和解密的方法。
關鍵詞：分子自動機；信息加密；DNA 計算
??????? 1973 年，Bennet 設想了制造一種用酶來催化的圖靈機[1]，它能夠以極低的能量代價在遺傳物質如DNA 上執行預設的計算過程。但是限于當時技術發展水平，這一思想無法在實驗中得到驗證，也沒有引起人們的重視。2001 年以色列的Yaakov Benenson 等人在此思想基礎上實現了具有狀態轉移功能的分子有限狀態自動機[2]，該分子自動機由DNA 分子和酶組成，在試管中進行運算。其中DNA 分子包括輸入分子和狀態轉移分子2 種，并可以通過選擇狀態轉移分子來實現可編程計算。這就使得自動機的功能在DNA 分子上得以實現，從而為開發具有普遍意義的分子計算機提供了一種新的思路。國內則相繼提出了多種分子自動機模型以及一些相關的檢測技術[3][4][5]。
由于分子自動機可以在納米尺度執行計算，因此雖然其計算能力還很低，但是有望應
用于一些特殊的場合，如疾病的自動診斷與治療[6]，因此有著廣闊的應用前景。短短幾年間國內外有為數眾多的文獻對分子自動機理論模型、編碼、實驗操作和實際應用等進行了多方面的探討。本文利用分子自動機方法構造了一種信息加密解密的方法。