Research Article

VDNABDS, Bulut Güvenliğini Artırmak İçin DNA Tabanlı Kriptografik Protokol

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

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

VDNABDS protokolünün amacı, DNA tabanlı şifreleme teknikleri kullanarak hızlı ve kırılmaz anahtarlar üreterek bulut güvenliğini artırmaktır. Hassas verileri kaba kuvvet ve kuantum saldırılarına karşı korumakla aynı zamanda yüksek performans, ölçeklenebilirlik ve modern bulut sistemleriyle sorunsuz entegrasyon sağlamayı amaçlar.

Abstract

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

Modern bulut depolama sistemleri, güvenlik ve performansa dayalı şifreleme dengesinde genellikle zorlanırken, daha hızlı çözümler veri güvenliğini tehlikeye atabilir. Bunu çözmek için, DNA'nın biyolojik yapısından ilham alan yeni nesil bir şifreleme sistemi olan Varyasyonel DNA Tabanlı Veri Güvenliği (VDNABDS) geliştirdik. Yalnızca geleneksel matematiksel algoritmalara dayanmak yerine, bu yöntem kullanıcıya özgü bilgileri dört nükleotid (A, T, C, G) kullanarak DNA benzeri dizilere dönüştürür ve ardından bulutta depolanan dosyaları korumak için akıllı karıştırma ve dönüşüm teknikleri uygular. Bu yöntem, dinamik anahtar üretimini biyo-esinli desenler ile harmanlayarak korumadan ödün vermeden hızlı şifreleme sağlar. Testlerde, bu yöntem güvenli anahtarları sadece 5 ms'de üretti; bu, Dinamik Şifreleme Dizileri (CSDES) gibi mevcut modellerden 15 kat daha hızlıydı ve yaklaşık 1.000 eşzamanlı kullanıcı yükü altında bile tam şifreleme 4 saniyede tamamlandı. Önerilen Yöntem ayrıca siber tehditlere karşı olağanüstü savunma sağlar; 1 x 1038 benzersiz anahtar kombinasyonu sunarak kaba kuvvet ve kuantum saldırılarını neredeyse imkansız hale getirir. Adaptif tasarımı sürekli güvenlik kalıplarını günceller, bu da onu müdahalelere karşı son derece dayanıklı kılar. Önemli olarak, mevcut bulut platformlarıyla sorunsuz bir şekilde entegre olur, hızlı veri erişimi sağlarken güçlü gizlilik önlemlerini korur. Gerçek dünya deneyleri, VDNABDS'nin hem hız hem de güvenilirlik açısından geleneksel şifreleme modellerini sürekli olarak geride bıraktığını gösterdi. Sağlam, ölçeklenebilir ve donanımdan bağımsız mimarisiyle bu sistem, veri hassasiyetinin çok önemli olduğu sağlık, finans ve savunma gibi sektörler için özellikle uygundur. Geleceğe bakarak, bu biyolojik şifreleme modelini akıllı telefonlar ve Nesnelerin İnterneti (IoT) cihazlarına genişletmeyi hedefliyoruz; böylece hızlı, güvenli ve kuantum dirençli veri korumasının yeni bir çağının yolunu açıyoruz.

Introduction

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

Bulut bilişim, modern veri hizmetleri için vazgeçilmez hale gelmiş ve esneklik, ölçeklenebilirlik ve verimlilik sunmaktadır. Ancak, bu yaygın benimseme ile birlikte, özellikle veri gizliliği ve bütünlüğünü hedefleyen siber tehditlere karşı artan bir maruziyet de getirmektedir. AES-256 ve RSA gibi geleneksel şifreleme algoritmaları yaygın olarak kullanılsa da, giderek artan sınırlamalarla karşı karşıyadır. Bu yöntemler ağır hesaplama kaynakları gerektirir ve kuantumhesaplama 1 gibi gelişen teknolojilere karşı savunmasızdır. Bu durum, hafif, ölçeklenebilir ve geleceğe dayanıklı yeni şifreleme sistemlerine acil bir ihtiyaç yaratıyor.

DNA tabanlı kriptografi, doğasında bulunan karmaşıklığı, rastgeleliği ve paralel hesaplama potansiyeli nedeniyle umut vadeden bir alternatifolarak ortaya çıkmıştır 2. Ancak, bu yöntemlerin teorik cazibesi, pratikte uygulamalarıyla sıklıkla çatışır. Mevcut DNA tabanlı sistemlerin çoğu, genellikle donanıma bağımlı oldukları, özel laboratuvar ekipmanı gerektirdikleri veya dinamik bulut ortamları için gereken performans ve ölçeklenebilirlikten yoksun olmaları nedeniyle gerçek dünyada uygulanabilirliktezorlanmıştır 3. Bu sınırlamalar, biyo-ilham veren güvenliğin teorik vaadi ile pratik uygulanabilirliği arasında önemli bir boşluk yaratmıştır.

Bunu ele almak için, SHA-256 ve XOR işlemleriyle kullanıcıya özgü girdileri dinamik DNA benzeri anahtarlara dönüştüren yazılım tabanlı bir şifreleme çerçevesi olan Varyasyonel DNA Tabanlı Veri Güvenliği (VDNABDS) sunuyoruz. Bu yöntem, anahtar üretimini 5 ms'nin altında mümkün kılmakta ve büyük veri hacimlerini sadece 4 saniyede şifreleyerek CSDES ve ZMCACM4 gibi önceki modelleri önemli ölçüde geride bırakıyor. VDNABDS, 1 x 10'danfazla 38 benzersiz tuş kombinasyonunu destekler ve kaba kuvvet ile kuantum saldırılarına karşı güçlü koruma sağlar.

Birçok araştırmacı bulut güvenliğine çözümler keşfetmiş olsa da, genellikle özel, izole sorunlara odaklanırlar. Örneğin, Wang ve ark.5 bulut bilişim için güvenli bir kimlik doğrulama modeli önermiştir, ancak bu model içerik düzeyinde şifreleme yeteneklerinden yoksundur. Benzer şekilde, Ahmed ve ark.6IoE ortamları için DNACDS geliştirdi, ancak bu şema gerçek zamanlı testlerde sınırlı ölçeklenebilirlikten muzdariptir. Diğer girişimler Blowfish'i blockchain7ile birleştirir veya erişim kontrolü8 için DNA uygular, ancak performans veya uyum sağlama açısından genellikle yetersiz kalır. VDNABDS, hızlı, donanımdan bağımsız ve oturuma özgü şifreleme stratejisiyle bu boşlukları dolduruyor; bu strateji, büyük bir veri seti ve eşzamanlı kullanıcılarla CloudSim kullanılarak doğrulanıyor.

Özetle, bu çalışma bulut güvenliği ve DNA tabanlı kriptografi alanına aşağıdaki önemli katkıları sunmaktadır. VDNABDS'yi, kullanıcıya özgü bilgileri dinamik DNA benzeri şifreleme anahtarlarına dönüştüren, yalnızca yazılım tabanlı yeni bir kriptografik çerçeve sunuyoruz. VDNABDS'nin anahtar üretimini sadece 5 ms'de gerçekleştirerek ve 3GB veri setini 4.1 saniyede şifreleyerek ZMCACM ve AES-256 gibi mevcut modelleri geride bırakarak olağanüstü performans ve ölçeklenebilirlik sergiliyoruz. Protokolün kuantum sonrası güvenliğini, NIST eşiğinin çok üzerinde bir güvenlik seviyesi sağlayan ve hem Shor'un hem de Grover'ın algoritmalarına karşı dirençli olan 1024-bit DNA türevi anahtar ve cebirsel olmayan dönüşümler göstererekdoğruluyoruz. DNA anahtarını güvenli bir şekilde sarmak için Eliptik Eğri Kriptografisi (ECC) ve RSA-OAEP'yi birleştiren çift katmanlı anahtar koruma şeması öneriyoruz; böylece DNA anahtarını kaba kuvvet ve tekrar saldırılarına karşı direnciniartırıyoruz 10.

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

Protocol

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

Bu araştırma insan katılımcıları, hayvanlar veya biyolojik örnekler kullanılmamıştır. Tüm test ve değerlendirmeler, MAC adresleri, doğum tarihleri ve şifre dizileri gibi rastgele oluşturulan tanımlayıcılar dahil olmak üzere yapay olarak oluşturulan verilerle gerçekleştirildi. Hiçbir kişisel veya hassas bilgi hiçbir aşamada toplanmadı, saklanmadı veya incelenmedi. VDNABDS protokolü içinde (Şekil 1), girdi tabanlı anahtarlar sentetik, izlenemeyen değerlerle sınırlandırılmıştı ve sadece kontrol edilen bir ortamda performans ve işlevsel sonuçları göstermek için hizmet ediyordu. Çalışmanın her adımı, siber güvenlik deneyleri ve etik veri işleme konusundaki kurumsal politikalara uygun olarak gerçekleştirildi; bu da gizlilik koruması ve sorumlu araştırma uygulamaları için uluslararası standartlarla uyum sağlandı.

1. Sistem hazırlığı

  1. Gerekli araçları kur: Desteklenen bir JDK sürümü (örneğin, sürüm 8 veya daha sonrası) kullanarak bir Java ortamında bulut simülasyon araç seti kurun. Projeyi çalıştırmak için Java ile uyumlu herhangi bir entegre geliştirme ortamını (IDE) kullanın.
  2. Sistem ortamını yapılandırın. Hashing, rastgele üretim ve ikili işlemler için standart kütüphanelerle bir Python ortamı (sürüm 3.8 veya daha sonrası) kurun. input_data, dna_keys ve encrypted_output adlı klasörlerle bir dizin yapısı oluşturun.
  3. Tuz ve CRC modüllerini tanımlayın. Sistem genelinde 128 bitlik bir tuz değeri ve döngüsel yedeklik kontrolü (CRC32) fonksiyonunu başlatın. Bunlar sistem belleğinde güvenli bir şekilde saklanmalıdır.
  4. Kriptografik parametreleri ayarlayın. Assimetrik şifreleme için secp384r1 gibi standart bir eliptik eğri kullanın. RSA-OAEP'yi açık anahtar şifreleme için 4096 bitlik bir anahtar boyutuyla yapılandırın.

2. DNA haritalama kullanarak akıllı anahtar üretimi

  1. Kullanıcıya özgü girdileri toplayın. Kullanıcının MAC adresini, doğum tarihini (DD-MM-YYYY formatında) ve güçlü bir şifreyi toplayın.
  2. Girişleri birleştirin ve hash yapın. Kullanıcıya özgü girdileri birleştirin ve bir SHA-256 hash uygulayın. Hash'i 128 bite indirip ikili formata dönüştür.
    Örnek Giriş:MAC: 00-1B-44-11-3A-B7DOB: 15-08-2000Şifre: StrongP@ssword123SHA-256 Hash (128 bit'e kısaltılmış): b7e23ec29af22b0b4e41da31e868d572
  3. İkili diziyi genişletin. XOR ile 128 bitlik hash (H) ile 128 bitlik bir tuz (S) ile XOR ile XOR sonucu (X) elde edilir. X=Hfigure-protocol-1S
    Tuz Örneği: e3f3cd1a49d20a7c3b8abf243e7211e8
    Bir CRC32 kontrol toplamı (C) ve 864-bitlik rastgele bir pad (P) ekleyerek son 1024 bitlik ikili diziyi (R) oluşturun. R=X||C||P
  4. İkili DNA dizisine dönüştürün. İkili-DNA eşlemesini kullanın: 00 → A, 01 → T, 10 → C, 11 → G. Tüm 1024 biti bir DNA dizisine dönüştürmek için eşlemeyi uygulayın.
    DNA Dizisi (İlk 20 Baz Örneği): ATGCCTTAGGTAGGCTATAC
  5. DNA dizisini karıştırın. DNA dizisini rastgele yapmak için zaman tohumlu Fisher-Yates karıştırma algoritması kullanın. Sistem zaman damgası ve oturum kimliğinin SHA-256 hash'ini kullanarak shuffle'ı tohumlayın.

3. DNA tabanlı şifreleme anahtarı oluşumu

  1. Segment ve dönüştür. Karıştırılmış DNA dizisini dört eşit 256-bit segmente ayırın: S1, S2, S3, S4. Aşağıdaki ilişkilerle tanımlanan iki anahtar segment oluşturmak için DNA-XOR işlemi uygulayın: K1=S1figure-protocol-2S2 K2=S3figure-protocol-3S4
  2. Son DNA şifreleme anahtarını birleştirin. XOR çıktılarını birleştirerek nihai DNA şifreleme anahtarı (DNADK) oluşturulur: DNADK=K1||K2

4. Çift katmanlı anahtar şifreleme ve güvenli depolama

  1. Eliptik eğri şifrelemesi uygulayın. DNADK'yı veri sahibinin özel anahtarıyla elliptik eğri kriptografisi kullanarak şifreleyin.
  2. RSA-OAEP şifrelemesini uygulayın. ECC ile şifrelenmiş sonucu RSA-OAEP ile alıcının açık anahtarıyla şifreleyin.
  3. Şifrelenmiş DNA anahtarını saklayın. Çift şifreli DNADK'yı güvenli dna_keys dizinine kaydedin.

5. Veri şifreleme ve bulut depolamaya yükleme

  1. Düz metni ikili metne dönüştür. Orijinal dosyayı eşit uzunluktaki ikili bloklara böl.
  2. İkili blokları DNA formatına kodlayın. Adım 2.4'te tarif edilen ikili DNA'ya dönüşümü ikili bloklara uygulayın.
  3. Karıştırın ve DNA-XOR uygulayın. Her DNA kodlanmış bloğu, 3. adımda tanımlanan DNA-XOR mantığı kullanılarak karıştırın ve dönüştürün.
  4. Hata düzeltme uygulayın ve şifrelemeyi tamamlayın. DNA kodlu verilere Reed-Solomon hata düzeltme kodları ekleyin. Son şifrelenmiş çıktıyı encrypted_output dizininde sakla.
  5. Şifrelenmiş verileri buluta yükleyin. Şifrelenmiş DNA kodlu dosyaları belirlenen bulut hizmet sağlayıcısına aktarın ve yüklemeyi ilgili meta verilerle kaydedin.

6. Veri erişimi ve güvenli şifre çözme

  1. Kullanıcıyı doğrulayın. Kullanıcı erişimini doğrulamak için çok faktörlü kimlik doğrulama mekanizmaları kullanın.
  2. Şifrelenmiş DNA anahtarını geri alın. Şifreli DNADK'ya güvenli anahtar dizininden erişin.
  3. Anahtar şifre çözmeyi gerçekleştirin. Alıcının özel RSA anahtarını, ardından veri sahibinin ECC özel anahtarını kullanarak orijinal DNADK'yı şifre çözebilirsiniz.
  4. Orijinal verileri yeniden inşa edin. Orijinal düz metin veriyi geri kazanmak için ters DNA eşleme, DNA-XOR kod çözme ve hata düzeltme kodlama yöntemlerini uygulayın.

7. Optimize edilmiş kullanıcı tanımlayıcı yönetimi

  1. Kullanıcı tanımlayıcılarını uzunluğa göre sınıflandırın ve bunları belirlenmiş indeks gruplarına ayırın.
  2. Endeksli hash tabloları ve önbellek stratejilerini kullanarak araştırmaları hızlandırın.
  3. Erişim izni verilmeden önce tanımlayıcılarını önceden hesaplanmış kriptografik hash'lara karşı doğrulayarak kullanıcıları doğrulayın.

8. Güvenlik, emniyet ve uyum önlemleri

  1. DNA kaynaklı anahtarların korunması: DNADK'ları yalnızca sıkı erişim izinlerine sahip şifreli konumlarda depolayın.
  2. Geçici verilerin güvenli temizlenmesi: Ara dosyaları ve tamponları sertifikalı güvenli silme yöntemleriyle kaldırın.
  3. Oturuma özgü anahtarlama: İleriye gizliliği korumak için her oturum için ayrı bir DNADK oluşturun.

9. Test ve doğrulama (Şekil 2)

  1. Simülasyon kurulumu: Protokolü, aynı anda 1.000 kullanıcıya kadar destekleyecek şekilde yapılandırılmış bir CloudSim 3.0.3 ortamında ve 3 GB'lık bir veri setinde uygulayın.
  2. Performans göstergeleri: Anahtar oluşturma gecikmesi, şifreleme/şifre çözme süresi, bellek gereksinimleri, entropi seviyeleri ve değişken yükler altında ölçeklenebilirlik gibi değerleri takip edin.
  3. Karşılaştırmalı deneyler: VDNABDS'yi AES-256 + RSA-OAEP, ZMCACM, CSDES ve RDIS ile birlikte eşdeğer koşullarda değerlendirin.
  4. Ölçeklenebilirlik çalışması: Şifreleme ve şifre çözme performansını kaydederken eşzamanlı kullanıcı sayısını (100, 500, 1.000) kademeli olarak artırın.
  5. Güvenlik değerlendirmesi: Etkili anahtar alan ve entropiyi ölçerek kaba kuvvete karşı direnci tahmin edin; Ayrıca, Shor'un ve Grover'ın kuantum algoritmalarına karşı teorik dayanıklılığı inceleyin.
  6. Kaynak sınırlı denemeler: IoT tipi senaryolar için uygulanabilirliği test etmek amacıyla Raspberry Pi 4 (1.5 GHz dört çekirdekli CPU, 2 GB RAM) üzerinde hafif varyantlar çalıştırılır.
  7. Dokümantasyon ve tekrarlanabilirlik: Bağımsız doğrulama ve tekrarlamayı desteklemek için deney çıktılarını, loglarını ve performans raporlarını koruyun.

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

Results

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

Önerilen VDNABDS protokolü, performansını hem geleneksel hem de diğer DNA tabanlı kriptografik yöntemlerle karşılaştırmak için bir dizi simüle edilmiş bulut ortamı deneyleriyle değerlendirildi. Değerlendirme metrikleri arasında anahtar üretim süresi, şifreleme ve şifre çözme hızları, anahtar entropisi ve değişen kullanıcı yükleri altında ölçeklenebilirlikyer alıyordu 11.

...

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

Discussion

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

DNA tabanlı şifrelemenin ortaya çıkışı, post-kuantum kriptografide yeni bir sınır açmıştır. Ancak, gerçek dünyada benimsenme tekrarlanabilirlik, ölçeklenebilirlik ve donanım bağımlılığı sınırlamaları nedeniyle geride kaldı. Ahmed ve ark. ile Sharma ve ark. gibi teknikler, DNA ve blok zinciri modelleri kullanarak belirli bulut açıklıklarını ele aldı ancak dinamik anahtar kullanımı eksikliği yaşadı ve yüksek eşzamanlılık ortamlarına karşı sınırlı dayanıklılıkgösterdi 18,1...

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

Disclosures

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

Yazarlar, bu çalışmanın yayımlanmasıyla ilgili çıkar çatışması olmadığını belirtmektedir. Hiçbir yazarın, bu araştırmanın sonuçlarını veya yorumlarını etkileyebilecek kişisel, finansal veya mesleki ilişkileri yoktur. Bu çalışmaya yapılan tüm katkılar yalnızca akademik ve bilimsel amaçlarla yapıldı ve bulguların tasarımı, yürütülmesi veya raporlanmasını ticari bağlantılar veya dış baskılar etkilemedi.

Acknowledgements

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

Yazarlar, bu araştırmayı mümkün kılan altyapı ve akademik destek sağladığı için Odisha Teknoloji ve Araştırma Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Fakültesi'ne içten teşekkürlerini sunarlar. VIT Üniversitesi, Andhra Pradesh'teki SENSE Bölümü'ne, VDNABDS protokolünün geliştirilmesi sürecindeki değerli teknik görüşleri ve iş birliği için özel teşekkürlerimizi sunarız. Ayrıca, bu çalışmanın hem metodolojisini hem de uygulamasını geliştirmeye yardımcı olan öğretim üyesi mentorları ve hakem gözden geçiricilerinden gelen rehberlik ve yapıcı geri bildirimleri takdir ediyoruz. Onların katkıları, nihai modelin netliğini ve bilimsel titizliğini artırmada çok önemli oldu. Bu araştırma, kamu, ticari veya kar amacı gütmeyen finansman kuruluşlarından özel bir hibe almamıştır. Ancak, laboratuvar erişimi, yazılım kaynakları ve simülasyon araçları (örneğin CloudSim 3.0.3) şeklinde kurumsal destek bu projeyin başarılı bir şekilde tamamlanmasında kritik öneme sahipti.

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
JAVAOracle
CloudSimGithub
PythonPython yazılım temeli

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