[发明专利]一种基于DNA折纸提供多重信息保护的安全通信方法

权利要求书

1.一种基于DNA折纸提供多重信息保护的安全通信方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：发送方首先将明文信息加密为连续的若干点阵图案，生成图案密文，此过程以图案中每个点的含义作为密钥，称为图案加密；

S2：发送方将所述图案密文加密为杂交若干修饰特定基团的DNA链的DNA骨架链，生成DNA折纸密文，此过程以所述DNA骨架链在DNA折纸内的空间折叠作为密钥，称为DNA折纸加密；

S3：发送方将所述DNA折纸密文传递给接收方后，接收方首先通过DNA折纸加密的密钥生成对应的DNA订书链，将DNA骨架链折叠形成DNA折纸；以及

S4：接收方向步骤S3中获得的DNA折纸中加入特异性基团识别所述DNA折纸上的特定基团图案，通过图案加密的密钥将该图案解密为明文信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，明文信息中的每个字母和字母出现的位置均采用二进制数表示。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，发送方持有表示所有信息所需的全部修饰特定基团的DNA链以及DNA骨架链，每条修饰特定基团的DNA链对应于图案密文中的不同位点，进而对应二进制数的不同位数，当二进制数的某位上为“1”时，在图案密文中出现对应位置的位点，在DNA骨架链上需要杂交对应的修饰特定基团的DNA链，否则，不杂交对应的修饰特定基团的DNA链。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，通过特异性基团识别所述DNA折纸上的特定基团，形成可直接观察到的图案，接收方将图案中的每个位点对应于表示字母或字母出现位置的二进制数的特定位数，即可将图案解密为明文信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DNA折纸是由一条或多条碱基数在500以上的骨架链与多条碱基数在100以下的不同序列的订书链通过退火杂交形成的二维平面或三维立体的DNA纳米结构。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述骨架链包括人工合成长链、M13长链或λ链。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中使用生物素修饰的DNA链时，所述步骤S4中使用链霉亲和素进行识别；所述步骤S2中使用具有粘性末端的DNA时，所述步骤S4中使用纳米金修饰的互补DNA或荧光修饰的互补DNA进行识别。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在制备DNA折纸的过程中，所述修饰特定基团的DNA链包括40-48碱基，退火起始温度57℃。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：需要引入一条修饰特定基团的DNA标记链，用于在形状对称的DNA折纸上指示图案解密的方向，形状不对称的DNA折纸则无需引入该DNA标记链。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送方将所述DNA折纸密文传递给接收方的方式包括：将所述DNA折纸密文收集在试管中直接传递给接收方，或者收集后滴在吸水纸上然后由接收方进行回收。