用于信息加密的分子自动机的编码研究

利用DNA计算的方法构造的分子自动机是一种纳米尺度的计算机构,它能在纳米尺度进行高度并行的逻辑、推理等运算,从而实现自动机的功能,是一种DNA计算和纳米计算的新模型。由于有限自动机可以用于信息加密和解密,因此分子有限自动机也可以实现类似的功能。通过对分子有限自动机进行合理的编码,可实现一种新型信息加密和解密的方法。

能读出转移路径的分子自动机模型

用分子自动机模拟电子计算机是DNA计算领域内的重要内容,该文在对已有的模型进行分析的基础上,提出了模拟有穷自动机的分子自动机模型.在能读出转移路径的分子自动机模型中,巧妙地运用了酶HgaI的作用.在结果链中,如果能提出完整的双链分子,则从该链上能读出该分子自动机识别的字符串和转移路径.此外,将复杂的自动机分成了几个简单的自动机,从而减小了分子链因过长而破裂的概率.在此基础上提出了通讯自动机的思想.最后,对该自动机识别的语言进行了说明.

基于DNA计算的分子下推自动机(英文)

DNA分子计算的工作原理是对生物系统进行编码,以生物化学反应为基础,利用生物技术实现生物系统的状态转移来推进计算过程.2001年以色列的Yaakov Benenson等人在基于DNA计算的发卡模型实现了具有状态转移功能的分子有限状态自动机,国内则有利用DNA计算的方法构造可编程分子下推存储器的相关研究.该存储器基于分子自动机的原理,能按一定逻辑进行自组装,是一种纳米尺度的生物存储机构.文中首先通过在分子有限自动机上扩展一个分子下推存储器从而获得了一种简单的分子下推自动机,并基于该下推自动机提出了一类语言的分子自动机解法.接着提出了两种改进的分子下推自动机的模型,通过增加模型复杂度,分别解决了基本型分子下推自动机存在输入字符串限制和输入分子形式不统一的问题.计算理论表明,该种下推自动机的计算能力超过了已有的有限自动机.

DNA分子并行自组装逻辑运算模型

自从Aldeman成功地实现了用DNA计算解决汉密尔顿路径问题,DNA分子的计算潜力得到了许多科学家的高度关注。本文提出一种可实现的高并行性自组装的逻辑运算模型。通过DNA互补配对的特性使计算分子自行识别组装,利用DNA内切酶等处理DNA产物完成对DNA分子逻辑运算结果的筛选。实验表明该DNA分子计算模型是可行的。

活体生物计算模型的研究进展及展望(英文)

活体生物计算模型是基于生物体内各种生化分子以特定的形式互相协作、处理信息的能力而出现的一种新的计算模型.由于其计算组成部件是直接镶嵌在生物活体里面,并且显示具有一定的计算能力,这可以使人们深入研究生物体信息处理能力以及获得对这种能力的有效控制.该文介绍了近几年几类体内生物计算模型,用于求解NP完全问题、基因逻辑电路、分子自动机研究状况,并对未来的发展方向进行了展望.