Research Article

VDNABDS, פרוטוקול קריפטוגרפי מבוסס DNA לשיפור אבטחת הענן

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

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

מטרת פרוטוקול VDNABDS היא לשפר את אבטחת הענן באמצעות טכניקות הצפנה מבוססות DNA ליצירת מפתחות מהירים ובלתי ניתנים לשבירה. מטרתו להגן על נתונים רגישים מפני התקפות כוח גס וקוונטיות, תוך הבטחת ביצועים גבוהים, יכולת הרחבה ואינטגרציה חלקה עם מערכות ענן מודרניות.

Abstract

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

מערכות אחסון ענן מודרניות לעיתים קרובות מתקשות לאזן בין אבטחה להצפנה חזקה בביצועים נוטה להאט את הפעילות, בעוד שפתרונות מהירים יותר עלולים לסכן את בטיחות הנתונים. כדי לפתור זאת, פיתחנו מערכת הצפנה מבוססת DNA וריאציונית (VDNABDS), מערכת הצפנה מהדור הבא בהשראת המבנה הביולוגי של DNA. במקום להסתמך רק על אלגוריתמים מתמטיים מסורתיים, שיטה זו ממירה מידע ספציפי למשתמש לרצפים דמויי DNA באמצעות ארבעת הנוקלאוטידים (A, T, C, G), ואז מיישמת טכניקות ערבוב וטרנספורמציה חכמות לאבטחת קבצים המאוחסנים בענן. שיטה זו משלבת יצירת מפתחות דינמית עם דפוסים בהשראת ביולוגיה, ומשיגה הצפנה מהירה מבלי לוותר על הגנה. בניסויים, שיטה זו יצרה מפתחות מאובטחים ב-5 מילישניות בלבד, שזה פי 15 מהר יותר ממודלים קיימים כמו Cloud Security with Dynamic Encryption Sequences (CSDES), והשלימה הצפנה מלאה ב-4 שניות, גם תחת עומסי משתמשים גבוהים של כמעט 1,000 משתמשים בו-זמנית. השיטה המוצעת מספקת גם הגנה יוצאת דופן נגד איומי סייבר, ומציעה 1 x 1038 שילובי מפתחות ייחודיים – מה שהופך את התקפות כוח גס וקוונטיות לבלתי אפשריות במעט. העיצוב האדפטיבי שלו מעדכן כל הזמן את דפוסי האבטחה, מה שהופך אותו לעמיד מאוד בפני חדירה. חשוב לציין שהיא משתלבת בצורה חלקה עם פלטפורמות ענן קיימות, ומאפשרת גישה מהירה לנתונים תוך שמירה על הגנות פרטיות חזקות. ניסויים מהעולם האמיתי הראו ש-VDNABDS עולה בעקביות על מודלים מסורתיים של הצפנה הן במהירות והן באמינות. עם הארכיטקטורה החזקה, הניתנת להרחבה ובלתי תלויה בחומרה, מערכת זו מתאימה במיוחד לתעשיות כמו בריאות, פיננסים והגנה, שבהן רגישות הנתונים היא בעלת חשיבות עליונה. בהסתכלות קדימה, אנו שואפים להרחיב את מודל ההצפנה הביולוגית הזה לסמארטפונים ולמכשירי אינטרנט של הדברים (IoT), ולסלול את הדרך לעידן חדש של הגנה מהירה, מאובטחת ועמידה לקוונטית.

Introduction

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

מחשוב ענן הפך לחיוני לשירותי נתונים מודרניים, ומציע גמישות, יכולת הרחבה ויעילות. עם זאת, עם האימוץ הנרחב הזה מגיעה חשיפה מוגברת לאיומי סייבר, במיוחד אלה שמכוונים לסודיות ולשלמות הנתונים. אלגוריתמים מסורתיים להצפנה כמו AES-256 ו-RSA, אף שהם בשימוש נרחב, מתמודדים עם מגבלות הולכות וגדלות. שיטות אלו דורשות משאבים חישוביים כבדים ופגיעות לטכנולוגיות מתפתחות כמו מחשוב קוונטי1. זה יוצר צורך דחוף במערכות הצפנה חדשניות, קלות משקל, ניתנות להרחבה ועמידות לעתיד.

קריפטוגרפיה מבוססת DNA הפכה לאלטרנטיבה מבטיחה בשל המורכבות, האקראיות והפוטנציאל לחישוב מקבילי2. עם זאת, המשיכה התיאורטית של שיטות אלו לעיתים מתנגשת עם יישמתן המעשית. רוב התוכניות הקיימות מבוססות DNA התקשו ביישום בעולם האמיתי, שכן הן לעיתים תלויות בחומרה, דורשות ציוד מעבדה מיוחד, או חסרות את הביצועים והיכולת להרחבה הנדרשים לסביבות ענן דינמיות3. מגבלות אלו יצרו פער משמעותי בין ההבטחה התיאורטית של אבטחה בהשראת ביולוגיה לבין היישום המעשי שלה.

כדי להתמודד עם זה, אנו מציגים את Variational DNA-Based Data Security (VDNABDS) – מסגרת הצפנה מבוססת תוכנה שממירה קלטים ייעודיים למשתמש למפתחות דינמיים דמויי DNA באמצעות פעולות SHA-256 ו-XOR. השיטה מאפשרת יצירת מפתחות בפחות מ-5 מילישניות ומצפינה נפחי נתונים גדולים תוך 4 שניות בלבד, מה שמעלה משמעותית על דגמים קודמים כמו CSDES ו-ZMCACM4. VDNABDS תומך ביותר מ-1 x10,38 שילובי מפתחות ייחודיים, ומספקים הגנה חזקה מפני התקפות כוח גס וקוונטיות.

בעוד שחוקרים רבים חקרו פתרונות לאבטחת ענן, הם לעיתים מתמקדים בבעיות ספציפיות ומבודדות. לדוגמה, Wang ואחרים הציעו מודל אימות מאובטח למחשוב ענן, אך חסרה לו יכולות הצפנה ברמת התוכן. באופן דומה, אחמד ואחרים פיתחואת DNACDS לסביבות IoE, אך התוכנית סובלת מיכולת הרחבה מוגבלת בבדיקות בזמן אמת. מאמצים אחרים משלבים את Blowfish עם בלוקצ'יין7או מיישמים DNA לבקרת גישה8, אך לעיתים קרובות הם נכשלים בביצועים או בגמישות. VDNABDS ממלאת את הפערים הללו באמצעות אסטרטגיית הצפנה מהירה, בלתי תלויה בחומרה וספציפית לסשן, אשר מאומתת באמצעות CloudSim עם מאגר נתונים גדול ומשתמשים מקבילים.

לסיכום, עבודה זו מספקת את התרומות המרכזיות הבאות לתחום אבטחת הענן והצפנה מבוססת DNA. אנו מציגים את VDNABDS, מסגרת קריפטוגרפית חדשנית, מבוססת תוכנה בלבד, שהופכת מידע ספציפי למשתמש למפתחות הצפנה דינמיים דמויי DNA. אנו מראים ביצועים ויכולת הרחבה יוצאי דופן, כאשר VDNABDS משיג יצירת מפתחות ב-5 מילישניות בלבד ומצפין מערך נתונים של 3GB ב-4.1 שניות, תוך ביצועים טובים יותר מדגמים קיימים כמו ZMCACM ו-AES-256. אנו מאמתים את האבטחה הפוסט-קוונטית של הפרוטוקול על ידי הדגמת מפתח 1024 ביט שמקורו ב-DNA וטרנספורמציות לא-אלגבריות, המספקים רמת אבטחה הרבה מעבר לסף NIST ומתנגדים לאלגוריתמים של שור וגרובר9. אנו מציעים שיטת הגנה על מפתחות דו-שכבתיים המשלבת קריפטוגרפיה של עקומת אליפטית (ECC) ו-RSA-OAEP כדי לעטוף את מפתח ה-DNA בצורה מאובטחת, מה שמגביר את עמידותו נגד כוח גס והתקפות הפעלה חוזרת10.

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

Protocol

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

מחקר זה לא כלל משתתפים אנושיים, בעלי חיים או שימוש בדגימות ביולוגיות. כל הבדיקות וההערכות בוצעו באמצעות נתונים שנוצרו באופן מלאכותי, כולל מזהים שנוצרו באקראי כמו כתובות MAC, תאריכי לידה ומחרוזות סיסמאות. לא נאסף, נשמר או נבדק מידע אישי או רגיש בכל שלב. בתוך פרוטוקול VDNABDS (איור 1), מפתחות מבוססי קלט הוגבלו לערכים סינתטיים שאינם ניתנים למעקב, ושימשו רק להמחשת ביצועים ותוצאות פונקציונליות בסביבה מבוקרת. כל שלב במחקר בוצע בהתאם למדיניות מוסדית בנוגע לניסויים באבטחת סייבר וטיפול אתי בנתונים, תוך הבטחת התאמה לסטנדרטים בינלאומיים להגנה על פרטיות ופרקטיקות מחקר אחראיות.

1. הכנת מערכת

  1. התקנת כלים נדרשים: התקן ערכת כלים לסימולציה בענן בסביבת Java באמצעות גרסת JDK נתמכת (למשל, גרסה 8 ומעלה). השתמש בכל סביבת פיתוח משולבת (IDE) התואמת ל-Java כדי להריץ את הפרויקט.
  2. הגדר את סביבת המערכת . הגדר סביבת פייתון (גרסה 3.8 או יותר) עם ספריות סטנדרטיות לגיבוב, יצירה אקראית ופעולות בינאריות. צור מבנה תיקיות עם תיקיות בשם input_data, dna_keys ו-encrypted_output.
  3. הגדר מודולים של מלח ו-CRC . אתחול ערך מלח ברמת המערכת באורך 128 ביט ופונקציית בדיקת יתירות מחזורית (CRC32). יש לאחסן אותם בצורה מאובטחת בזיכרון המערכת.
  4. הגדר פרמטרים קריפטוגרפיים. השתמש בעקומה אליפטית סטנדרטית, כמו secp384r1, להצפנה אסימטרית. הגדר את RSA-OAEP עם גודל מפתח של 4096 ביט להצפנת מפתח ציבורי.

2. יצירת מפתחות חכמה באמצעות מיפוי DNA

  1. אסוף קלטים ספציפיים למשתמש. אסוף את כתובת ה-MAC של המשתמש, תאריך לידה (בפורמט DD-MM-YYYYY), וסיסמה חזקה.
  2. לחבר ולהוסיף קלטים לגיבוב. לאחד את הקלטים הספציפיים למשתמש וליישם hash של SHA-256. קצרו את הגיבוב ל-128 ביט והמירו אותו לבינארי.
    קלט לדוגמה: MAC: 00-1B-44-11-3A-B7DOB: 15-08-2000 סיסמה: StrongP@ssword123SHA-256 Hash (מקוצר ל-128 ביט): b7e23ec29af22b0b4e41da31e868d572
  3. הרחיב את הרצף הבינארי. XOR את הגיבוב (H) של 128 ביט עם מלח (S) של 128 ביט כדי לייצר את התוצאה עם XOR (X). X=Hfigure-protocol-1S
    מלח לדוגמה: e3f3cd1a49d20a7c3b8abf243e7211e8
    מוסיפים סכום ביקורת CRC32 (C) ומשטח אקראי של 864 ביט (P) ליצירת הרצף הבינארי הסופי של 1024 ביט (R). R=X||C||P
  4. המור בינארי לרצף DNA. השתמש במיפוי בינארי ל-DNA: 00 → A, 01 → T, 10 → C, 11 → G. יישם את המיפוי כדי להמיר את כל 1024 הביטים לרצף DNA.
    רצף DNA (דוגמה ל-20 הבסיסים הראשונים): ATGCCTTAGGTAGGCTATAC
  5. ערבב את רצף ה-DNA. השתמשו באלגוריתם ערבוב פישר-ייטס עם זרע זמן כדי לאקראי את רצף ה-DNA. זרע את הערבוב באמצעות גיבוב SHA-256 של חותמת הזמן של המערכת ומזהה הסשן.

3. יצירת מפתחות הצפנה מבוססי DNA

  1. סגמנט וטרנספורמציה. חלק את רצף ה-DNA המעורבב לארבעה מקטעים שווים של 256 ביט: S1, S2, S3, S4. החלו פעולת DNA-XOR ליצירת שני מקטעי מפתח, K1 ו-K2, כפי שמוגדרים על ידי היחסים הבאים: K1=S1figure-protocol-2S2 K2=S3figure-protocol-3S4
  2. הרכיבו את מפתח ההצפנה הסופי של ה-DNA. משלבים את יציאות ה-XOR ליצירת מפתח ההצפנה הסופי ל-DNA (DNADK): DNADK=K1||K2

4. הצפנת מפתחות דו-שכבתית ואחסון מאובטח

  1. החלו הצפנת עקומה אליפטית. הצפנת ה-DNADK באמצעות קריפטוגרפיה של עקומת אליפטית עם המפתח הפרטי של בעל הנתונים.
  2. החלו הצפנת RSA-OAEP. הצפינו את התוצאה המוצפנת ב-ECC באמצעות RSA-OAEP עם המפתח הציבורי של המקבל.
  3. אחסן את מפתח ה-DNA המוצפן. שמור את ה-DNADK המוצפן כפול בתיקיית dna_keys המאובטחת.

5. הצפנת נתונים והעלאה לאחסון בענן

  1. המרו טקסט גלוי לבינארי. פיצל את הקובץ המקורי לבלוקים בינאריים באורך שווה.
  2. קידוד בלוקים בינאריים לפורמט DNA. החלו את ההמרה הבינארית ל-DNA המתוארת בשלב 2.4 על הבלוקים הבינאריים.
  3. ערבב ומרח DNA-XOR. ערבב וטרנספורם כל בלוק מקודד ב-DNA באמצעות לוגיקת DNA-XOR שהוגדרה בשלב 3.
  4. יישם תיקון שגיאות ותסיים את ההצפנה. הוסף קודי תיקון שגיאות של ריד-סולומון לנתונים המקודדים ב-DNA. שמור את הפלט המוצפן הסופי בתיקיית encrypted_output.
  5. העלה נתונים מוצפנים לענן. העבר את הקבצים המקודדים ב-DNA לספק שירותי הענן המיועד ולרשום את ההעלאה עם מטא-דאטה רלוונטית.

6. גישה לנתונים ופענוח מאובטח

  1. אמת את המשתמש. השתמש במנגנוני אימות רב-שלבי כדי לאמת גישת משתמשים.
  2. שלפו את מפתח ה-DNA המוצפן. גש ל-DNADK המוצפן מתיקיית המפתח המאובטח.
  3. בצע פענוח מפתחות. השתמש במפתח RSA הפרטי של הנמען, ואחריו במפתח הפרטי של בעל הנתונים, כדי לפענח את ה-DNADK המקורי.
  4. לשחזר את הנתונים המקוריים. החלו מיפוי DNA הפוך, פענוח DNA-XOR ופענוח תיקון שגיאות כדי לשחזר את נתוני הטקסט המקורי.

7. טיפול אופטימלי במזהי משתמש

  1. סווג מזהי משתמש לפי אורך והקצה אותם לקבוצות אינדקס ייעודיות.
  2. האיץ חיפושים על ידי ניצול טבלאות גיבוב מאונדקסות יחד עם אסטרטגיות מטמון.
  3. אמת משתמשים על ידי אימות מזהי המזהים שלהם מול גיבובים קריפטוגרפיים מחושבים מראש לפני שגישה מותרת.

8. בטיחות, אבטחה ואמצעי ציות

  1. הגנה על מפתחות שמקורם ב-DNA: מאחסנים DNADK בלעדית במיקומים מוצפנים עם הרשאות גישה קפדניות.
  2. ניקוי מאובטח של נתונים זמניים: הסר קבצים ובאגרים ביניים באמצעות שיטות מחיקה מאובטחות מוסמכות.
  3. מפתח ספציפי למפגש: צור DNADK נפרד לכל סשן כדי לשמור על סודיות קדימה.

9. בדיקה ואימות (איור 2)

  1. הגדרת סימולציה: מימוש הפרוטוקול בתוך סביבת CloudSim 3.0.3 המוגדרת לתמוך בעד 1,000 משתמשים בו-זמנית ובמאגר נתונים של 3 GB.
  2. מדדי ביצועים: עוקבים אחר ערכים כמו השהיית יצירת מפתחות, זמן הצפנה/פענוח, דרישות זיכרון, רמות אנטרופיה ויכולת הרחבה תחת עומסים משתנים.
  3. ניסויים השוואתיים: הערכת VDNABDS לצד AES-256 + RSA-OAEP, ZMCACM, CSDES ו-RDIS בתנאים שווים.
  4. מחקר סקלביליות: העלאת מספר המשתמשים במקביל בהדרגה (100, 500, 1,000) תוך רישום ביצועי הצפנה ופענוח.
  5. הערכת אבטחה: הערכת עמידות לכוח גס על ידי מדידת מרחב מפתחות אפקטיביים ואנטרופיה; כמו כן, בחן את החוסן התיאורטי מול האלגוריתמים הקוונטיים של שור וגרובר.
  6. ניסויים עם משאבים מוגבלים: הרץ גרסאות קלות על Raspberry Pi 4 (מעבד 1.5 GHz עם ארבע ליבות, 2GB RAM) כדי לבדוק את ההתאמה לתרחישי IoT.
  7. תיעוד ושכפול: שימור פלטי הניסוי, יומנים ודוחות ביצועים לתמיכה באימות ושכפול עצמאיים.

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

Results

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

פרוטוקול VDNABDS המוצע הוערך באמצעות סדרת ניסויים מדומים בסביבת ענן כדי להעריך את ביצועיו מול שיטות קריפטוגרפיות מסורתיות ואחרות מבוססות DNA. מדדי ההערכה כללו זמן יצירת מפתחות, מהירויות הצפנה ופענוח, אנטרופיית מפתחות ויכולת הרחבה תחת עומסי משתמש משתנים11.

השוואת ביצועים עם תוכניות קיימות

הנתונים...

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

Discussion

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

הופעת ההצפנה מבוססת DNA פתחה חזית חדשה בקריפטוגרפיה שלאחר הקוונט. עם זאת, האימוץ בעולם האמיתי איחר בשל מגבלות בשחזור, יכולת הרחבה ותלות בחומרה. טכניקות כמו אלו שהוצעו על ידי אחמד ואחרים ושארמה ואחרים טיפלו בפגיעויות מסוימות בענן באמצעות מודלים של DNA ובלוקצ'יין, אך חסרו טיפול דינמי במפתחות והראו עמידות מוגבלת לסביבות חפיפה גבוהה18,19. VDNABDS מתגברת על מחסומים אלה על ידי איחוד יצירת מפתחות עשירה באנטרופיה עם הצפנה אסימטרית כפולה ...

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

Disclosures

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

המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים הקשורים לפרסום עבודה זו. לאף מחבר אין קשרים אישיים, כלכליים או מקצועיים שעשויים להיתפס כמשפיעות על תוצאות או פרשנות מחקר זה. כל התרומות למחקר זה נעשו למטרות אקדמיות ומדעיות בלבד, ולא היו שותפים מסחריים או לחצים חיצוניים שהשפיעו על העיצוב, הביצוע או הדיווח של הממצאים.

Acknowledgements

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

המחברים רוצים להביע את תודתם הכנה לבית הספר למדעי המחשב, אוניברסיטת אודישה לטכנולוגיה ומחקר, על מתן התשתית והתמיכה האקדמית שאפשרו מחקר זה. תודה מיוחדת למחלקת SENSE באוניברסיטת VIT, אנדרה פרדש, על התובנות הטכניות החשובות ושיתוף הפעולה לאורך פיתוח פרוטוקול VDNABDS. אנו גם מודים להכוונה ולמשוב הבונה מהחונכים והסוקרים שסייעו לחדד הן את המתודולוגיה והן את היישום של עבודה זו. תרומתם הייתה חיונית לשיפור הבהירות והקפדנות המדעית של המודל הסופי. מחקר זה לא קיבל מענקים ספציפיים מסוכנויות מימון ציבוריות, מסחריות או ללא מטרות רווח. עם זאת, תמיכה מוסדית בדמות גישה למעבדה, משאבי תוכנה וכלי סימולציה (כגון CloudSim 3.0.3) הייתה קריטית להשלמת הפרויקט בהצלחה.

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
JAVAאורקל
CloudSimGithub
פייתוןבסיס תוכנה לפייתון

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