DNA存储技术的数据安全研究进展

随着现代科学技术的不断迭代升级,人类生产生活中产生的数据量呈爆炸式增长,传统的硅基存储介质(如硬盘、闪存等)逐渐无法满足全球范围内的数据存储需求。DNA因其存储密度大、存储时间长、能源消耗低等颠覆性的优势被认为是新一代的理想存储介质。该文围绕DNA存储技术,首先阐述了其基本原理与流程;其次,在传统数据安全的范畴下,结合近期DNA存储领域的相关研究,归纳介绍了DNA存储技术的数据安全研究现状,包括数据加密、数据弹性、恶意攻击检测等;最后,讨论了现阶段DNA存储技术的数据安全所面临的挑战及发展趋势。随着多学科交叉协同发展,在广角度多层面的数据安全保护下,DNA存储技术有望解决海量数据存储需求与有限存储资源间的供需不平衡问题,实现多场景的商业化应用。

Chamaeleo:DNA存储碱基编解码算法的可拓展集成与系统评估平台

近年来DNA存储因其数据存储密度与保存时间方面的优势而备受关注,有望在如光盘、硬盘等传统存储介质之外作为一种新型信息存储方式,满足海量数据存储及特殊应用领域数据加密存储的迫切需求。DNA存储流程中,二进制信息到DNA碱基序列的相互转换(即编解码)方法是实现数字信息技术与生物技术衔接的最核心步骤。尽管DNA存储编解码研究已有丰富进展,但与现有上下游衔接技术的兼容性,对不同存储文件的适配性、存储稳健性和数据安全性等尚缺少一个可量化比较与评估的系统。因此,本研究开发了一个DNA存储编解码方法的可扩展集成与评估平台Chamaeleo,以模块化集成方式对已开发的编解码方法进行系统性量化分析与评估,可针对不同类型文件进行编解码方法的择优方案输出。Chamaeleo以开源方式运行,以便于未来新编解码方法和评价指标的持续加载,促进该领域开放交流,推动规范化有序发展。