21、前沿科技：DNA加密与细胞自动机的探索

前沿科技：DNA加密与细胞自动机的探索

在当今科技飞速发展的时代，密码学和细胞自动机等领域的研究正不断取得新的突破。本文将深入探讨DNA XOR密码系统中真随机一次性密码本的设计，以及三维“大于生命”细胞自动机中滑翔机的设计，同时还会研究二维最优速度模型中集体流的不稳定性。

DNA XOR密码系统中的真随机一次性密码本设计

在DNA密码系统中，输入消息和密钥之间的同步丢失是一个常见的关键问题。例如，没有第一层和第二层支架的瓦片片的错误构建会导致同步丢失，此时瓦片片会形成不规则形状，因为第一层支架的控制对于构建编程结构是必不可少的。通过选择具有适当大小和形状的瓦片片，可以避免选取错误的瓦片片。

此外，杂交中的不匹配也会导致同步丢失。每个瓦片有两个粘性末端用于非特异性连接以形成报告链，瓦片片可能仅通过这些连接末端构建，而不涉及其他两个末端，这可能使瓦片被放置在错误的位置。为了解决这个问题，研究人员提出使用平末端而不是粘性末端进行瓦片连接的想法，虽然在连接阶段使用平末端会降低连接效率，但系统可以获得显著的容错能力。

最近，一种使用DNA三交叉瓦片进行算法自组装的换能器的实验实现被展示。该方法引入了PX - JX2设备，使输入基序能够使用燃料链绕其中心二元轴旋转180°，一系列n个PX - JX2设备可以在燃料链的控制下提供2n个输入。然而，这种方法使用金纳米粒子进行输出观察，对于大规模信息处理来说成本过高。而研究提出的算法通过多层方法可以解决成本问题，并实现可实施的真随机密钥系统。对于长输入消息，PX - JX2设备可能会由于其未使用的相邻侧而导致不良的杂交，而特定于一次性密码本（OTP）的输入瓦片可以减少由使用PX - JX2设备的通用输入瓦片引起的此类错误。 <