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DNA 데이터 저장을 위한 DNA 정보 은닉 기법
DNA Information Hiding Method for DNA Data Storage 원문보기

Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지, v.51 no.10, 2014년, pp.118 - 127  

이석환 (동명대학교 정보보호학과) ,  권기룡 (부경대학교 IT융합응용공학과)

초록
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DNA 데이터 저장(Data storage)은 DNA의 염기 서열에 대용량의 디지털 데이터를 저장하는 방법으로, 차세대 정보 저장 매개물로 인식되고 있다. 본 논문에서는 DNA 스테가노그라픽 기반으로 비부호 DNA 서열(Noncoding DNA sequence)에 정보를 저장하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 암호화된 데이터들을 정수 변화표에 의하여 데이터 염기 서열로 변환한 후, 시드 정보, 및 섹터 길이로 구성된 은닉 키에 의하여 비부호 염기 서열에 은닉한다. 따라서 단백질의 유전 기능이 유지되고, 원 DNA 서열없이 정보가 검출되며, 변이에 의하여 발생되는 오류가 검출된다. 기존 방법과의 비교 실험을 통하여 제안한 방법이 높은 bpn를 가지는 저장 효율을 가지며, 패리티 염기에 의하여 은닉된 정보의 오류 위치를 검출할 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

DNA data storage refers to any technique for storing massive digital data in base sequence of DNA and has been recognized as the future storage medium recently. This paper presents an information hiding method for DNA data storage that the massive data is hidden in non-coding strand based on DNA ste...

주제어

#DNA data storage   #DNA steganography   #Noncoding DNA sequence   #DNA information hiding  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
DNA 데이터 저장이란 무엇인가? DNA 데이터 저장(Data storage)은 DNA의 염기 서열에 대용량의 디지털 데이터를 저장하는 방법으로, 차세대 정보 저장 매개물로 인식되고 있다. 본 논문에서는 DNA 스테가노그라픽 기반으로 비부호 DNA 서열(Noncoding DNA sequence)에 정보를 저장하는 방법을 제안한다.
DNA의 구조는 어떻게 이루어져 있는가? DNA는 뉴클레오티드라는 작은 단위로 구성된 두 개의 가닥들이 역평행 사슬을 가지는 이중 나선 구조로 이루어져 있다. 이 때 뉴클레오티드는 아데닌 (Adenine, A), 티아닌 (Thiamine, T), 시토신 (Cytosine, C), 구아닌 (Guanine, G)이라는 4개의 타입을 가진다.
DNA 스테가노그라픽는 DNA 서열을 어떻게 사용하는 것을 의미하는가? 모든 유전체는 유전 부호(genetic code)를 가지는 분자 구조의 DNA(Deoxyribonucleic Acid) 서열을 가지며, DNA 서열은 적절한 환경 하에서 수 백년 동안 정보를 저장하거나 추출할 수 있다[1]. 즉, DNA 서열은 특정 정보에 따라 분자 구조를 변이함으로써 데이터를 저장하는 저장 매개물로 사용될 수 있으며, 또한 비밀 정보를 저장 및 전송하는 전송 매개물로 사용될 수 있다. 이 때 전자를 DNA 데이터 저장이라 하며, 후자를 DNA 스테가노그라픽이라 한다.
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참고문헌 (12)

  1. P. C. Wong, K. K. Wong, and H. Foote, "Organic data memory using the DNA approach," Communications of the ACM, vol. 46, issue 1, pp. 95-98, Jan. 2003. 

    상세보기

  2. G. Church, Y. Gao, and S. Kosuri, "Next-Generation Digital Information Storage in DNA," Science, vol. 337, no. 6102, pp. 1628, Sept. 2012. 

    상세보기 crossref

  3. C. Clelland, V. Risca, and C. Bancroft, "Hiding messages in DNA microdots," Nature, vol. 399, pp. 533-534, June 1999. 

    상세보기 crossref

  4. A. Leier, C. Richter, W. Banzhaf, and H. Rauhe, "Cryptography with DNA binary strands," BioSystems, vol. 57, issue 1, pp. 13-22, June 2000. 

    상세보기 crossref

  5. D. Heider and A. Barnekow, "DNA-based watermarks using the DNA-Crypt algorithm," BMC Bioinformatics, vol. 8, no. 176, May 2007. 

  6. H. Shiu, K. Ng, J. Fang, R. Lee, and C. Huang, "Data hiding methods based upon DNA sequences," Information Sciences, vol. 180, issue 11, pp. 2196-2208, June 2010. 

    상세보기 crossref

  7. S.-H. Lee, S.-G. Kwin, and K.-R. Kwon, "Robust DNA Watermarking based on Coding DNA Sequence," Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers, vol. 49, issue 2, pp. 123-133, March 2012. 

  8. S.-H. Lee, S.-G. Kwin, and K.-R. Kwon, "A Robust DNA Watermarking in Lifting Based 1D DWT Domain," Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers, vol. 49, issue 10, pp. 91-101, October 2012. 

    원문보기 상세보기 crossref

  9. A. Menezes, P. van Oorschot, and S. Vanstone, Handbook of Applied Cryptography, CRC Press, pp. 169-190, 1996. 

  10. A. Sidorenko and B. Schoenmakers, "Concrete Security of the Blum-Blum-Shub Pseudorandom Generator," Cryptography and Coding: 10th IMA International Conference, LNCS, vol. 2796, pp. 355-375, Dec. 2005. 

  11. P. Junod, "Cryptographic Secure Pseudo-Random Bits Generation : The Blum-Blum-Shub Generator," http://crypto.junod.info/bbs.pdf, 1999. 

  12. NCBI, National Center for Biotechnology Information, http://www.ncbi.nlm.nih.gov., Accessed on Jan. 2014. 

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