VDNABDS, een op DNA gebaseerd cryptografisch protocol ter verbetering van cloudbeveiliging

Summary

Het doel van het VDNABDS-protocol is om de cloudbeveiliging te verbeteren door gebruik te maken van DNA-gebaseerde encryptietechnieken om snelle, onbreekbare sleutels te genereren. Het heeft als doel gevoelige gegevens te beschermen tegen brute-force en quantumaanvallen, terwijl het zorgt voor hoge prestaties, schaalbaarheid en naadloze integratie met moderne cloudsystemen.

Abstract

Moderne cloudopslagsystemen hebben vaak moeite om beveiliging en prestatiegerichte encryptie in balans te brengen, waardoor de werking vertraagt, terwijl snellere oplossingen de gegevensveiligheid kunnen ondermijnen. Om dit op te lossen hebben we Variational DNA-Based Data Security (VDNABDS) ontwikkeld, een next-generation encryptiesysteem geïnspireerd op de biologische structuur van DNA. In plaats van uitsluitend te vertrouwen op traditionele wiskundige algoritmen, zet deze methode gebruikersspecifieke informatie om in DNA-achtige sequenties met behulp van de vier nucleotiden (A, T, C, G), en past vervolgens slimme schud- en transformatietechnieken toe om cloudopgeslagen bestanden te beveiligen. Deze methode combineert dynamische sleutelgeneratie met bio-geïnspireerde patronen, waardoor snelle encryptie wordt bereikt zonder bescherming op te offeren. Bij tests genereerde deze methode beveiligde sleutels in slechts 5 ms, wat 15 keer sneller is dan bestaande modellen zoals Cloud Security met Dynamic Encryption Sequences (CSDES), en voltooide volledige versleuteling in 4 seconden, zelfs bij hoge gebruikersbelastingen van bijna 1.000 gelijktijdige gebruikers. De voorgestelde methode biedt ook uitzonderlijke bescherming tegen cyberdreigingen, met 1 x 10^{à 38} unieke sleutelcombinaties, waardoor brute-force en quantumaanvallen praktisch onmogelijk zijn. Het adaptieve ontwerp werkt voortdurend beveiligingspatronen bij, waardoor het zeer bestand is tegen inbraak. Belangrijk is dat het soepel integreert met bestaande cloudplatforms, waardoor snelle data-toegang mogelijk is en sterke privacywaarborgen behouden blijft. Uit experimenten in de praktijk bleek dat VDNABDS consequent beter presteert dan traditionele encryptiemodellen in zowel snelheid als betrouwbaarheid. Met zijn robuuste, schaalbare en hardware-onafhankelijke architectuur is dit systeem bijzonder geschikt voor sectoren zoals de gezondheidszorg, financiën en defensie, waar gegevensgevoeligheid van het grootste belang is. Vooruitkijkend willen we dit biologische encryptiemodel uitbreiden naar smartphones en Internet of Things (IoT)-apparaten, waarmee we de weg vrijmaken voor een nieuw tijdperk van snelle, veilige en kwantumbestendige gegevensbescherming.

Introduction

Cloud computing is essentieel geworden voor moderne dataservices en biedt flexibiliteit, schaalbaarheid en efficiëntie. Met deze brede adoptie komt echter een toename van de blootstelling aan cyberdreigingen, vooral die gericht zijn op gegevensvertrouwelijkheid en integriteit. Traditionele encryptie-algoritmen zoals AES-256 en RSA, hoewel veel gebruikt, ondervinden toenemende beperkingen. Deze methoden vereisen zware rekenkracht en zijn kwetsbaar voor zich ontwikkelende technologieën zoals quantum computing¹. Dit creëert een dringende behoefte aan nieuwe encryptiesystemen die lichtgewicht, schaalbaar en toekoms....

Protocol

Dit onderzoek betrof geen menselijke deelnemers, dieren of het gebruik van biologische monsters. Alle tests en evaluaties werden uitgevoerd met kunstmatig gegenereerde gegevens, waaronder willekeurig gemaakte identificaties zoals MAC-adressen, geboortedata en wachtwoordreeksen. Er is op enig moment geen persoonlijke of gevoelige informatie verzameld, bewaard of onderzocht. Binnen het VDNABDS-protocol (Figuur 1) waren input-gebaseerde sleutels beperkt tot synthetische, niet-traceerbare waarden, die alleen dienden om prestaties en functionele uitkomsten in een gecontroleerde omgeving te illustreren. Elke st....

Results

Het voorgestelde VDNABDS-protocol werd geëvalueerd via een reeks gesimuleerde cloudomgevingsexperimenten om de prestaties te beoordelen ten opzichte van zowel traditionele als andere DNA-gebaseerde cryptografische methoden. Evaluatiemetrics omvatten de tijd van sleutelgeneratie, encryptie- en decryptiesnelheden, sleutelentropie en schaalbaarheid onder wisselende gebruikersbelastingen¹¹.

Discussion

De opkomst van DNA-gebaseerde encryptie heeft een nieuw grensgebied geopend in post-quantum cryptografie. De praktijkadoptie is echter achtergebleven door beperkingen in reproduceerbaarheid, schaalbaarheid en hardwareafhankelijkheid. Technieken zoals die voorgesteld door Ahmed et al. en Sharma et al. pakten bepaalde cloudkwetsbaarheden aan met DNA- en blockchainmodellen, maar misten dynamische key handling en toonden beperkte veerkracht tegen omgevingen met hoge gelijktijdigheid

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
JAVA	Oracle
CloudSim	Github
Python	Python software foundation