1994 年美国南加州大学的 Adleman成功地完成了用 DNA 计算来解决一个 NP 完全问题——哈密尔顿路径问题( HPP)的实验,从而开创了 DNA 计算研究的新纪元。DNA 计算首先起源于 1994 年 Adleman 的开创性工作,他利用实验证实了作为承载生命遗传密码的 DNA 双螺旋分子可以用来实现计算。利用 DNA计算具有大存储量、低能量消耗及高度的并行性的特点,结合信息安全的要求,专家们提出了其在信息技术领域的很多应用。
1996 年,Adleman 等人提出了用 DNA 计算来破译 DES 的一种新思想,将人们的眼光真真正正地吸引到利用分子计算机无可比拟的优越性来分析和破译现代的密码体制上来。用 DNA 计算的方法破译 DES 的 总 体 思 想 是: 给定一个明密文 对 ( M0,E0 ) ,攻击者 Eve 的目的就是找到唯一的 k0,使得 k0 能够将明文 M0 映射成为密文 E0。首先定义如下的函数: g( k) = DES( M0,k0 ) ,其中 DES( ) 表示 DES 加密的过程。函数 g( k) 将一个 56 比特的密钥映射成为 64 bit 的密文,Eve 就是想寻找满足 g( k) = E0 的k。
用 DNA 分子来实现,则需要建立一个数据池Tg,使得 Tg 包含所有的代表 256 种可能的密文值对[k,DES( M0,k) ]的 DNA 分子。然后通过提取使得DES( M0,k) = E0 的分子找出相应的 k 值。
在整个过程中,最耗时耗力的部分是对溶液 Tg 的建立,这一步骤在实验室里大约需要 4 周的工作。但是一旦 Tg 建立以后,Eve 就可以迅速地破译该密