تسلسل الحمض النووي:
بالاعتماد على تسلسل الحمض النووي لتحديد الاستخدام غير المصرح به للكائنات المعدلة وراثيًا (GMOs) المحمية ببراءات الاختراع يمكن تصحيح الطفرات المتوقعة في الجينوم عن طريق برنامج (DNA-Crypt) مع ترك المعلومات المشفرة سليمة، حيث تستخدم خوارزميات تشفير وإخفاء الحمض النووي الموجودة ضمن تسلسل الحمض النووي الاصطناعي لتخزين المعلومات الثنائية ومع ذلك، على الرغم من أنه يمكن استخدام هذه التسلسلات للمصادقة، إلا أنها قد تغير تسلسل الحمض النووي المستهدف عند إدخالها في الكائنات الحية.
خوارزميات ترميز معلومات الحمض النووي:
تستند خوارزمية (DNA-Crypt) وإخفاء الصور إلى نفس مبدأ إخفاء العلامة المائية أي استخدام القاعدة الأقل أهمية في حالة (DNA-Crypt) والبت الأقل أهمية في حالة إخفاء الصورة، حيث يمكن دمجه مع خوارزميات التشفير الثنائي مثل (AES أو RSA) أو (Blowfish).
(DNA-Crypt) قادر على تصحيح الطفرات في الحمض النووي المستهدف من خلال العديد من رموز تصحيح الطفرات مثل (Hamming-code أو WDH-code)، وقد تؤدي الطفرات التي يمكن أن تحدث بشكل غير متكرر إلى تدمير المعلومات المشفرة ومع ذلك، فإن وحدة التحكم الغامضة المتكاملة تقرر مجموعة من الأساليب التجريبية على أساس ثلاثة أبعاد إدخال وتوصي باستخدام أو عدم استخدام رمز التصحيح.
أبعاد الإدخال الثلاثة هذه هي طول التسلسل ومعدل الطفرة الفردية والاستقرار بمرور الوقت والذي يمثله عدد الأجيال، وفي تجارب السيليكو باستخدام (Ypt7 في Saccharomyces cerevisiae) يُظهر أن العلامات المائية للحمض النووي التي تنتجها (DNA-Crypt) لا تغير من ترجمة الرنا المرسال إلى بروتين.
البرنامج قادر على تخزين العلامات المائية في الكائنات الحية ويمكنه الحفاظ على المعلومات الأصلية عن طريق تصحيح الطفرات نفسها، إذ تظهر محاذاة التسلسل الزوجي أو المتعدد أن (DNA-Crypt) ينتج القليل من عدم التطابق بين التسلسلات المشابهة لجميع خوارزميات إخفاء المعلومات.
يجب حماية المعلومات الحساسة وخاصة المعلومات السرية من الوصول غير المصرح به، ولتحقيق هذا بحث الباحثون عن تقنيات تشفير أو إخفاء جديدة، حيث تقوم الخوارزميات الحالية بتشفير أو إخفاء المعلومات في الملفات الثنائية، ولكن هناك وسائط أخرى يمكن استخدامها.
خوارزمية (Clelland et al):
هناك عدة خوارزميات ترميز المعلومات في تسلسل الحمض النووي ( Clelland et al، Gehani et al، Leier et al، Wong etal، Arita et al) إذ يمكن استخدام هذه الأساليب للمصادقة أو لتخزين البيانات لفترة طويلة، مستوحى من النقاط الدقيقة المستخدمة خلال الحرب العالمية الثانية (Clelland et al) طور امتدادًا لهذا المبدأ، حيث أنتج العلماء خيوطًا اصطناعية من الحمض النووي تحتوي على رسائل سرية، بحيث يقوم الثلاثي بترميز حرف أو رقم واحد، إن خوارزمية (Clelland) عبارة عن تشفير بديل بسيط يقوم بترميز الأحرف إلى تسلسلات (DNA) باستخدام وظيفة الترميز وتتوافق وظيفة فك التشفير (D: Y → X).
ربط (Clelland et al) اثنين من الاشعال مع تسلسل الحمض النووي المركب التمهيدي الأمامي والعكسي، حيث تم خلط هذه التسلسلات المربوطة بخيوط وهمية، والشروط المسبقة المهمة هي:
- طول الخيط الوهمي = طول رسالة الحمض النووي مع البادئات.
- # نسخ من كل دمية = # نسخ من (DNA) الرسالة.
يجب أن يعرف المتلقي وظيفة فك التشفير والتمهيدي لفك تشفير الرسالة، حيث يتم استخدام البادئات في تفاعل البلمرة المتسلسل وفي الخطوة الأخيرة يجب أن يتم تسلسل الحمض النووي المتضخم وفك تشفيره، ولتحسين الأمان يمكن للمرء استخدام خيوط وهمية، وهي ليست عشوائية ولكنها تتوافق مع كلمات خارج القاموس.
خوارزمية (Gehani et al):
تستخدم لوحة المرة الواحدة الأصلية (XOR) حصريًا في حالة الحمض النووي، فإن (XOR) غير عملي للغاية وبالتالي فمن الأفضل استخدام خصائص الحمض النووي، جيهاني وآخرون أنشأ لوحة (DNA) لمرة واحدة عن طريق إنشاء أزواج من الكلمات، الكلمة الأولى هي النص العادي والثانية هي النص المشفر.
بعد هذه الكتلة من النص العادي والمشفّر يوجد رمز إيقاف، بحيث يكمل بوليميراز الحمض النووي النص العادي والنص المشفر، ولتشفير رسالة يتم خلط النص العادي مع تسلسل الحمض النووي، حيث يرتبط مباشرة بالتسلسل التكميلي المقابل وينشئ بوليميراز الحمض النووي نص التشفير وفقًا لذلك فسيكون فك التشفير مشابهًا وظيفيًا، يرتبط نص التشفير بمكمله ويخلق بوليميراز الحمض النووي النص العادي.
خوارزمية (Wong et al):
طور (Wong et al) خوارزمية إخفاء المعلومات تعتمد على الحمض النووي، وهي قادرة على تخزين البيانات في الكائنات الحية، حيث تتم ترجمة البيانات إلى تسلسل (DNA) الذي يتم إدخاله في ناقل تسلسل الإدخال محاط بتسلسلين تمهيديين غير موجودين في الجينوم بعد.
يتم إدخال هذا المتجه إلى خلية كائن حي، حيث يتعايش ويتكرر مع الحمض النووي الجيني لاستخراج البيانات استخدموا تفاعل البلمرة المتسلسل، كما أن ونغ استخدم تشفيرًا بديلًا مشابهًا لـ (Clelland et al) لتشفير نص في تسلسل (DNA) وتخزينه في (Deinococcus radiodurans) البقاء على قيد الحياة في الظروف القاسية على سبيل المثال الإشعاع المؤين لذلك يمكن تخزين نص لمئات السنين.
