Research Article

VDNABDS، بروتوكول تشفير قائم على الحمض النووي لتعزيز أمن السحابة

DOI:

10.3791/68843

⸱

December 5th, 2025

 ,  ,  ,  ,  , 
1School of Computer Sciences, Odisha University of Technology and Research, 2School of Computer Science & Engineering (SCOPE), VIT-AP University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هدف بروتوكول VDNABDS هو تعزيز أمان السحابة باستخدام تقنيات التشفير المعتمدة على الحمض النووي لتوليد مفاتيح سريعة وغير قابلة للكسر. يهدف إلى حماية البيانات الحساسة من هجمات القوة الغاشمة والكمومية مع ضمان الأداء العالي، وقابلية التوسع، والتكامل السلس مع أنظمة السحابة الحديثة.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

غالبا ما تواجه أنظمة التخزين السحابي الحديثة صعوبة في تحقيق التوازن بين الأمان والتشفير القوي للأداء، مما يؤدي إلى إبطاء العمليات، بينما قد تعرض الحلول الأسرع سلامة البيانات للخطر. لحل هذه المشكلة، طورنا نظام أمن البيانات القائم على الحمض النووي المتنوع (VDNABDS)، وهو نظام تشفير من الجيل القادم مستوحى من البنية البيولوجية للحمض النووي. بدلا من الاعتماد فقط على الخوارزميات الرياضية التقليدية، تقوم هذه الطريقة بتحويل المعلومات الخاصة بالمستخدم إلى تسلسلات شبيهة بالحمض النووي باستخدام النيوكليوتيدات الأربعة (A, T, C, G)، ثم تطبق تقنيات خلط وتحويل ذكية لتأمين الملفات المخزنة في السحابة. تمزج هذه الطريقة بين توليد المفاتيح الديناميكي والأنماط المستوحاة من الأحياء، مما يحقق تشفيرا سريعا دون التضحية بالحماية. في الاختبارات، تولدت هذه الطريقة مفاتيح آمنة في 5 مللي ثانية فقط، وهو أسرع ب 15 مرة من النماذج الحالية مثل أمن السحابة مع تسلسل التشفير الديناميكي (CSDES)، وأكملت التشفير الكامل في 4 ثوان، حتى تحت أعمال المستخدمين العالية التي تقارب 1000 مستخدم في نفس الوقت. كما توفر الطريقة المقترحة دفاعا استثنائيا ضد التهديدات السيبرانية، حيث تقدم تركيبة مفتاح فريدة من 10إلى 38 - مما يجعل الهجمات الغاشمة والكمومية شبه مستحيلة. تصميمها التكيفي يحدث باستمرار أنماط الأمان، مما يجعله شديد الصمود أمام الاختراق. والأهم من ذلك، أنه يندمج بسلاسة مع منصات السحابة القائمة، مما يتيح وصولا سريعا للبيانات مع الحفاظ على حماية قوية للخصوصية. أظهرت التجارب الواقعية أن VDNABDS يتفوق باستمرار على نماذج التشفير التقليدية من حيث السرعة والموثوقية. بفضل بنية النظام القوية والقابلة للتوسع والمستقلة عن الأجهزة، يناسب هذا النظام بشكل خاص صناعات مثل الرعاية الصحية والمالية والدفاع، حيث تعتبر حساسية البيانات أمرا بالغ الأهمية. بالنظر إلى المستقبل، نهدف إلى توسيع نموذج التشفير البيولوجي هذا ليشمل الهواتف الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء (IoT)، مما يمهد الطريق لعصر جديد من حماية البيانات السريعة والآمنة والمقاومة للكموم.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أصبحت الحوسبة السحابية ضرورية لخدمات البيانات الحديثة، حيث توفر المرونة وقابلية التوسع والكفاءة. ومع ذلك، مع هذا الاعتماد الواسع يزداد التعرض للتهديدات السيبرانية، خاصة تلك التي تستهدف سرية البيانات وسلامتها. الخوارزميات التقليدية للتشفير مثل AES-256 وRSA، رغم استخدامها الواسع، تواجه قيودا متزايدة. تتطلب هذه الطرق موارد حسابية ثقيلة وتكون عرضة لتقنيات متطورة مثلالحوسبة الكمومية. هذا يخلق حاجة ملحة لأنظمة تشفير جديدة خفيفة الوزن وقابلة للتوسع، ومقاومة للمستقبل.

برز التشفير القائم على الحمض النووي كبديل واعد بسبب تعقيده الفطري وعشوائيته وإمكاناته للحوسبة المتوازية2. ومع ذلك، غالبا ما تتعارض الجاذبية النظرية لهذه الطرق مع تطبيقها العملي. واجهت معظم الأنظمة القائمة القائمة على DNA صعوبة في التطبيق العملي لأنها غالبا ما تعتمد على الأجهزة، أو تتطلب معدات مختبرية متخصصة، أو تفتقر إلى الأداء وقابلية التوسع اللازمة لبيئات السحابة الديناميكية3. وقد خلقت هذه القيود فجوة كبيرة بين الوعد النظري للأمان المستوحى من الأحياء وتطبيقه العملي.

لمعالجة ذلك، نقدم أمان البيانات القائم على الحمض النووي المتنوع (VDNABDS) - إطار تشفير برمجي يحول المدخلات الخاصة بالمستخدم إلى مفاتيح شبيهة بالحمض النووي الديناميكي باستخدام عمليات SHA-256 وXOR. تمكن هذه الطريقة من توليد المفاتيح في أقل من 5 مللي ثانية وتشفر أحجام بيانات كبيرة في 4 ثوان فقط، متفوقة بشكل كبير على النماذج السابقة مثل CSDES وZMCACM4. يدعم VDNABDS أكثر من 1 × 1038 تركيبة مفاتيح فريدة، مما يوفر حماية قوية ضد الهجمات الغاشمة والكمومية.

بينما استكشف العديد من الباحثين حلولا لأمن السحابة، غالبا ما يركزون على مشكلات محددة ومعزولة. على سبيل المثال، اقترح وانغ وآخرون نموذج مصادقة آمن للحوسبة السحابية، لكنه يفتقر إلى قدرات التشفير على مستوى المحتوى. وبالمثل، طور أحمدوآخرون DNACDS لبيئات IoE، ومع ذلك يعاني النظام من قابلية التوسع المحدودة في الاختبارات اللحظية. جهود أخرى تجمع بين بلو فيش وبلوكشين7أو تطبيق الحمض النووي لنظام التحكم في الوصول8، لكنها غالبا ما تفشل في الأداء أو القدرة على التكيف. يملأ VDNABDS هذه الفجوات باستراتيجيته السريعة والمستقلة عن الأجهزة والخاصة بالجلسة، والتي يتم التحقق منها باستخدام CloudSim مع مجموعة بيانات كبيرة ومستخدمين متزامنين.

باختصار، يقدم هذا العمل المساهمات الرئيسية التالية في مجال أمن السحابة والتشفير القائم على الحمض النووي. نقدم VDNABDS، إطار عمل تشفير جديد يعتمد فقط على البرمجيات يحول معلومات المستخدم الخاصة بالمستخدم إلى مفاتيح تشفير ديناميكية شبيهة بالحمض النووي. نظهر أداء استثنائيا وقابلية للتوسع، حيث تحقق VDNABDS توليد المفاتيح في 5 مللي ثانية فقط وتشفر مجموعة بيانات 3 جيجابايت في 4.1 ثانية، متفوقا على النماذج الحالية مثل ZMCACM وAES-256. نقوم بالتحقق من صحة ما بعد الكم للبروتوكول من خلال عرض مفتاح مشتق من الحمض النووي بحجم 1024 بت وتحويلات غير جبرية، توفر مستوى أمان يتجاوز عتبة NIST وتقاوم خوارزميات شور وغروفر9. نقترح نظام حماية مفتاح مزدوج الطبقات يجمع بين تشفير المنحنى البيضاوي (ECC) وRSA-OAEP لتغليف مفتاح الحمض النووي بأمان، مما يعزز مقاومته ضد هجمات القوة الغاشمة وإعادة التشغيل10.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لم يشمل هذا البحث مشاركين بشريين أو أو استخدام عينات بيولوجية. تم إجراء جميع الاختبارات والتقييمات باستخدام بيانات مولدة بشكل مصطنع، بما في ذلك معرفات تم إنشاؤها عشوائيا مثل عناوين MAC، وتواريخ الميلاد، وسلاسل كلمات المرور. لم يتم جمع أو الاحتفاظ أو فحص أي معلومات شخصية أو حساسة في أي مرحلة. ضمن بروتوكول VDNABDS (الشكل 1)، كانت مفاتيح الإدخال مقيدة بقيم تركيبية غير قابلة للتتبع، وكانت فقط لتوضيح الأداء والنتائج الوظيفية في بيئة مضبوطة. تم تنفيذ كل خطوة من خطوات الدراسة وفقا للسياسات المؤسسية المتعلقة بتجارب الأمن السيبراني والتعامل الأخلاقي مع البيانات، مما يضمن التوافق مع المعايير الدولية لحماية الخصوصية وممارسات البحث المسؤولة.

1. تحضير النظام

  1. تثبيت الأدوات المطلوبة: تثبيت مجموعة أدوات محاكاة سحابية في بيئة جافا باستخدام نسخة JDK مدعومة (مثلا، الإصدار 8 أو أحدث). استخدم أي بيئة تطوير متكاملة (IDE) متوافقة مع جافا لتشغيل المشروع.
  2. قم بتكوين بيئة النظام . قم بإعداد بيئة بايثون (الإصدار 3.8 أو أحدث) مع مكتبات قياسية للتجزئة، والتوليد العشوائي، والعمليات الثنائية. أنشئ هيكل دليل يحتوي على مجلدات تحمل أسماء input_data و dna_keys و encrypted_output.
  3. عرف وحدات الملح وCRC . قم بتهيئة قيمة ملح على مستوى النظام بطول 128 بت ودالة فحص التكرار الدوري (CRC32). يجب تخزين هذه القطع بأمان في ذاكرة النظام.
  4. حدد معايير التشفير. استخدم منحنى إهليلجي قياسي، مثل secp384r1، للتشفير غير المتماثل. قم بتكوين RSA-OAEP بحجم مفتاح 4096 بت لتشفير المفتاح العام.

2. توليد المفاتيح الذكية باستخدام تعيين الحمض النووي

  1. اجمع المدخلات الخاصة بالمستخدم. اجمع عنوان MAC الخاص بالمستخدم، وتاريخ الميلاد (بصيغة DD-MM-YYYY)، وكلمة مرور قوية.
  2. دمج المدخلات والتجزئة. قم بدمج المدخلات الخاصة بالمستخدم وتطبيق تجزئة SHA-256. اقتصر التجزئة إلى 128 بت وحولها إلى ثنائي.
    مثال على الإدخال: MAC: 00-1B-44-11-3A-B7DOB: 15-08-2000كلمة المرور: StrongP@ssword123SHA-256 التجزئة (مختصرة إلى 128 بت): b7e23ec29af22b0b4e41da31e868d572
  3. وسع التسلسل الثنائي. قم بتعديل 128 بت (H) باستخدام ملح 128 بت (S) لإنتاج النتيجة XOR (X). X=Hfigure-protocol-1S
    ملح مثالي: e3f3cd1a49d20a7c3b8abf243e7211e8
    أضف مجموع التحقق من CRC32 (C) ولوحة عشوائية 864 بت (P) لتشكيل التسلسل الثنائي النهائي (R) بطول 1024 بت. R=X||C||P
  4. تحويل التسلسل الثنائي إلى تسلسل الحمض النووي. استخدم التعيين الثنائي إلى الحمض النووي: 00 → A، 01 → T، 10 → C، 11 → G. طبق التعيين لتحويل جميع البتات ال 1024 إلى تسلسل DNA.
    تسلسل الحمض النووي (مثال على أول 20 قاعدة): ATGCCTTAGGTAGGCTATAC
  5. خلط تسلسل الحمض النووي. استخدم خوارزمية خلط فيشر-ييتس بذرع زمنية لعشوائية تسلسل الحمض النووي. قم بدمج التبديل باستخدام تجزئة SHA-256 لطابع الوقت ومعرف الجلسة.

3. تكوين مفتاح التشفير القائم على الحمض النووي

  1. قسم وتحول. قسم تسلسل الحمض النووي الخلط إلى أربعة مقاطع متساوية بطول 256 بت: S1، S2، S3، S4. تطبيق عملية DNA-XOR لإنشاء مقطعين رئيسيين، K1 وK2، كما هو معرف بالعلاقات التالية: K1=S1figure-protocol-2S2 K2=S3figure-protocol-3S4
  2. اجمع مفتاح تشفير الحمض النووي النهائي. اجمع مخرجات XOR لتشكيل مفتاح تشفير الحمض النووي النهائي (DNADK): DNADK=K1||K2

4. تشفير المفاتيح ذات الطبقتين والتخزين الآمن

  1. تطبيق تشفير المنحنى البيضاوي. تشفير DNADK باستخدام تشفير منحنى إهليلجي باستخدام المفتاح الخاص لمالك البيانات.
  2. تطبيق تشفير RSA-OAEP. تشفير النتيجة المشفرة عبر ECC باستخدام RSA-OAEP باستخدام المفتاح العام للمستلم.
  3. خزن مفتاح الحمض النووي المشفر. احفظ DNADK المشفر المزدوج في مجلد dna_keys الآمن.

5. تشفير البيانات ورفعها إلى التخزين السحابي

  1. حول النص الأصلي إلى ثنائي. قسم الملف الأصلي إلى كتل ثنائية بنفس الطول.
  2. ترميز الكتل الثنائية إلى صيغة DNA. تطبيق التحويل الثنائي إلى الحمض النووي الموضح في الخطوة 2.4 على الكتل الثنائية.
  3. خلط وطبق DNA-XOR. قم بخلط وتحويل كل كتلة مشفرة بالحمض النووي باستخدام منطق DNA-XOR المعرف في الخطوة 3.
  4. تطبيق تصحيح الأخطاء وإنهاء التشفير. أضف رموز تصحيح أخطاء ريد-سولومون إلى البيانات المشفرة بالحمض النووي. تخزين المخرجات المشفرة النهائية في مجلد encrypted_output.
  5. رفع البيانات المشفرة إلى السحابة. نقل الملفات المشفرة المشفرة بالحمض النووي إلى مزود خدمة السحابة المعين وتسجيل الرفع مع البيانات الوصفية ذات الصلة.

6. الوصول إلى البيانات وفك التشفير الآمن

  1. تحقق من صحة المستخدم. استخدم آليات المصادقة متعددة العوامل للتحقق من وصول المستخدم.
  2. استرجع مفتاح الحمض النووي المشفر. الوصول إلى DNADK المشفر من دليل المفاتيح الآمنة.
  3. قم بفك تشفير المفاتيح. استخدم مفتاح RSA الخاص بالمستلم، يليه مفتاح ECC الخاص بمالك البيانات، لفك تشفير DNADK الأصلي.
  4. إعادة بناء البيانات الأصلية. تطبيق رسم التعيين العكسي للحمض النووي، وفك ترميز DNA-XOR، وفك ترميز تصحيح الأخطاء لاستعادة بيانات النص الأصلي.

7. تحسين معالجة معرف المستخدم

  1. تصنيف معرفات المستخدم بناء على الطول وتوزيعها في مجموعات فهرسة محددة.
  2. سرع عمليات البحث من خلال الاستفادة من جداول التجزئة المفهرسة مع استراتيجيات التخزين المؤقت.
  3. تحقق من المستخدمين من خلال التحقق من معرفاتهم ضد التجزئة التشفيرية المحسوبة مسبقا قبل السماح بالوصول.

8. تدابير السلامة والأمن والامتثال

  1. حماية المفاتيح المشتقة من الحمض النووي: تخزين DNADKs حصريا في مواقع مشفرة مع صلاحيات وصول صارمة.
  2. تنظيف آمن للبيانات المؤقتة: إزالة الملفات والمخزن المؤقتة من خلال طرق المسح الآمن المعتمدة.
  3. التبديل الخاص بالجلسة: أنشئ DNADK مميز لكل جلسة للحفاظ على السرية المستقبلية.

9. الاختبار والتحقق (الشكل 2)

  1. إعداد المحاكاة: تنفيذ البروتوكول ضمن بيئة CloudSim 3.0.3 مهيأة لدعم ما يصل إلى 1000 مستخدم في نفس الوقت ومجموعة بيانات بحجم 3 جيجابايت.
  2. مؤشرات الأداء: تتبع قيم مثل زمن تأخير توليد المفاتيح، زمن التشفير/فك التشفير، متطلبات الذاكرة، مستويات الإنتروبيا، وقابلية التوسع تحت أحمال متغيرة.
  3. تجارب مقارنة: تقييم VDNABDS جنبا إلى جنب مع AES-256 + RSA-OAEP وZMCACCM وCSDES وRDIS تحت ظروف متكافئة.
  4. دراسة قابلية التوسع: رفع تدريجيا عدد المستخدمين المتزامنين (100، 500، 1000) أثناء تسجيل أداء التشفير وفك التشفير.
  5. تقييم الأمان: تقدير مقاومة القوة الغاشمة من خلال قياس المساحة المفتاحية الفعالة والإنتروبيا؛ أيضا، افحص المتانة النظرية مقابل خوارزميات شور وجروفر الكمومية.
  6. تجارب محدودة الموارد: شغل نسخ خفيفة الوزن على Raspberry Pi 4 (معالج رباعي النواة 1.5 جيجاهرتز، 2 جيجابايت رام) لاختبار قابلية التطبيق لسيناريوهات إنترنت الأشياء.
  7. التوثيق وقابلية التكرار: الحفاظ على مخرجات التجارب والسجلات وتقارير الأداء لدعم التحقق والتكرار المستقل.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تقييم بروتوكول VDNABDS المقترح من خلال سلسلة من تجارب بيئة السحابة المحاكاة لتقييم أدائه مقارنة بالطرق التقليدية وغيرها من طرق التشفير القائمة على الحمض النووي. شملت مقاييس التقييم وقت توليد المفاتيح، وسرعات التشفير وفك التشفير، وإنتروبيا المفاتيح، وقابلية التوسع تحت أحمال مستخدم متغيرة11.

مقارنة الأداء مع الأنظمة القائمة

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

فتح ظهور التشفير القائم على الحمض النووي آفاقا جديدة في التشفير ما بعد الكم. ومع ذلك، تأخر التبني في العالم الحقيقي بسبب محدودية في قابلية إعادة الإنتاج والتوسع والاعتماد على الأجهزة. تقنيات مثل تلك التي اقترحها أحمد وآخرون وشارما وآخرون عالجت بعض الثغرات السحابية باستخدام نماذج DNA وبلوك تشين، لكنها افتقرت إلى التعامل الديناميكي مع المفاتيح وأظهرت قدرة محدودة على تحمل بيئات التزامن العالي18,19. يتغلب VDNABDS على هذه الحواجز من خ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن المؤلفون أنه لا توجد تضارب مصالح مرتبط بنشر هذا العمل. لا يوجد لدى أي مؤلف علاقات شخصية أو مالية أو مهنية قد ينظر إليها على أنها تؤثر على نتائج أو تفسير هذا البحث. جميع المساهمات في هذه الدراسة قدمت لأغراض أكاديمية وعلمية فقط، ولم تؤثر أي ارتباطات تجارية أو ضغوط خارجية على تصميم أو تنفيذ أو تقرير النتائج.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يرغب المؤلفون في التعبير عن امتنانهم الصادق لكلية علوم الحاسب في جامعة أوديشا للتكنولوجيا والبحوث، على توفير البنية التحتية والدعم الأكاديمي الذي جعل هذا البحث ممكنا. نشكر بشكل خاص قسم SENSE في جامعة VIT في أندرا براديش على رؤاهم الفنية القيمة وتعاونهم طوال تطوير بروتوكول VDNABDS. كما نشكر الإرشادات والتعليقات البناءة من مرشدي هيئة التدريس والمراجعين الذين ساهموا في تحسين منهجية وتنفيذ هذا العمل. كان لمساهماتهم دور أساسي في تحسين وضوح النموذج النهائي ودقة العلم. لم يحصل هذا البحث على أي منح محددة من وكالات التمويل العامة أو التجارية أو غير الربحية. ومع ذلك، كان الدعم المؤسسي على شكل الوصول إلى المختبرات، وموارد البرمجيات، وأدوات المحاكاة (مثل CloudSim 3.0.3) حاسما لإتمام هذا المشروع بنجاح.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
جافاأوراكل
كلاوسيمGithub
بايثونأساس برمجيات بايثون

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bernstein, D. J., Lange, T. Post-quantum cryptography. Nature. 549 (7671), 188-194 (2017).
  2. Leier, A., Richter, C., Banzhaf, W., Rauhe, H. Cryptography with DNA binary strands. BioSyst. 57 (1), 13-22 (2000).
  3. Gehani, A., LaBean, T. H., Reif, J. H. DNA-based cryptography. Aspects Mol ComputLNCS. 2950, 167-188 (2004).
  4. Dash, B., et al. VDNABDS: A DNA-Based Cryptographic Protocol for Enhancing Cloud Security. J Vis Exp. , In Press (2025).
  5. Wang, C., Ren, K., Lou, W., Li, J. Toward publicly auditable secure cloud data storage services. IEEE Network. 24 (4), 19-24 (2010).
  6. Singh, A., Kumar, A., Namasudra, S. DNACDS: Cloud IoE big data security and accessing scheme based on DNA cryptography. Front Comp Sci. 18, 181801(2024).
  7. Alshahrani, A., et al. A secure data storage scheme using Blowfish with blockchain. J King Saud Uni Comp Info Sci. 34 (9), 6715-6726 (2022).
  8. Aarthy, R., Kanth, V. DESACS: DNA encryption-based secure access control and sharing in IoT-enabled cloud environment. Int J Sys Des Comput. 2 (1), 14-19 (2024).
  9. Chen, L., et al. Report on post-quantum cryptography. NIST IR 8105. , US Department of Commerce. (2016).
  10. Menezes, A., Van Oorschot, P., Vanstone, S. Handbook of Applied Cryptography. , CRC Press. Boca Raton. (1996).
  11. Kumari, S., Karuppiah, M., Li, X. Cloud security: Attacks, challenges, and solutions. Future Generat Comp Syst. 79, 849-861 (2018).
  12. Chen, L., et al. ZMCACM: A hybrid DNA and machine learning-based cryptosystem. J Cloud Comput. 11 (1), 122-136 (2022).
  13. Zhang, Y., et al. Chaos-based cryptography: Recent developments and applications. International J Bifurcat Chaos. 31 (9), 2150141(2021).
  14. Stallings, W. Cryptography and Network Security: Principles and Practice. , Pearson. Boston. (2017).
  15. Aarthy, R., Kanth, V. DESACS: DNA encryption-based secure access control and sharing in IoT-enabled cloud environment. Int J Sys Des Comput. 2 (1), 14-19 (2024).
  16. Hameed, S., Khan, F. I., Khan, S. U. A review of cloud computing and energy-efficient resource management techniques. Cluster Comput. 19, 1163-1182 (2016).
  17. Ahmed, R., Abbas, R., Javed, S., Khan, F. DNACDS: Cloud IoE Big Data Security and Accessing Scheme Based on DNA Cryptography. Comput Electr Eng. 101, 108012(2022).
  18. Sharma, A., Gupta, S. A Secure Blockchain and DNA-Based Authentication Framework for Cloud Data Integrity. J Netw Comput Appl. 175, 102936(2021).
  19. Shor, P. W. Polynomial-Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer. SIAM J Comput. 26 (5), 1484-1509 (1997).
  20. Paul, R., Nath, B. Bi-CRYPT: A Hybrid DNA-Based Cryptographic Algorithm. Int J Inf Secur. 19, 561-575 (2020).
  21. Zhang, X., Liu, C., Wang, T. CSDES: A Cloud-Secure DNA Encryption Scheme. IEEE Trans Cloud Comput. 8 (4), 1052-1063 (2019).
  22. Wang, J., Zhang, Y., Liu, R., Chen, M. ZMCACM: A DNA-Matrix-Based Cryptographic System for Cloud Encryption. Future Gener Comput Syst. 109, 195-206 (2020).
  23. Karthik, M., Ramesh, D. DNA-Based Lightweight Security Scheme for Edge Computing Devices. IEEE Access. 9, 109212-109225 (2021).
  24. Grover, L. K. A Fast Quantum Mechanical Algorithm for Database Search. Proc 28th Annu ACM Symp Theory Comput. (STOC). , 212-219 (1996).
  25. Li, Y., Zhou, H., Chen, H. An Efficient and Secure DNA Cryptographic Model with Chaotic Sequence and RSA. Comput Mater Continua. 71 (3), 4523-4536 (2022).
  26. Almaraz, J., Padilla, R. Dynamic DNA-Based Cryptographic Key Generation Using User Biometrics. J Inf Secur Appl. 57, 102723(2021).
  27. Chen, C., Zhang, W., Wang, X. Performance Evaluation of Lightweight Cryptographic Systems on IoT Edge Devices. J Syst Archit. 109, 101802(2020).
  28. Liu, W., Tang, Y., Zhang, Y. Hybrid Secure Model Integrating DNA and Homomorphic Encryption for Medical Cloud Storage. Comput Biol Med. 152, 106376(2023).
  29. Hu, Y., Zhao, L. Entropy-Aware Salt Generation Mechanism for Secure DNA Key Construction. Cryptogr Commun. 13, 119-138 (2021).
  30. Kiani, F., et al. Compression-based lightweight encryption methods for IoT security. IEEE Internet Things J. 7 (9), 8958-8969 (2020).
  31. Bonneau, J., Herley, C., Van Oorschot, P. C., Stajano, F. The quest to replace passwords: A framework for comparative evaluation of Web authentication schemes. IEEE Symp Security Privacy. , 553-567 (2012).
  32. A large-scale study of web password habits. Florêncio, D., Herley, C. Proc 16th Int Conf World Wide Web, , 657-666 (2007).
  33. Kocher, P., Jaffe, J., Jun, B. Differential power analysis. Adv Cryptol CRYPTO'99LNCS. 1666, 388-397 (1999).
  34. NIST. Post-Quantum Cryptography Standardization. , National Institute of Standards and Technology. (2025).
  35. Zhao, M., Wang, H., Lee, S. Efficient API Integration for Modular Cryptographic Services in Cloud Environments. J Cloud Comput. 10 (1), (2021).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

DNA Based EncryptionCloud SecurityCryptographic ProtocolDynamic Key GenerationBio Inspired SecurityQuantum Resistant EncryptionData PrivacyCloud Storage ProtectionAdaptive Security PatternsSecure Key Generation

Related Articles