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基于DNA编码和超混沌系统的图像加密算法 被引量:37
1
作者 张勋才 刘奕杉 崔光照 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期1139-1143,共5页
针对DNA编码规则单一和混沌加密算法对密钥的灵敏度低等问题,提出一种基于DNA编码和超混沌系统的图像加密方案。该算法首先使用SHA-3算法计算明文图像的哈希值,用于超混沌系统的初始值,增加明文敏感性;其次将图像转换为DNA序列,并与所... 针对DNA编码规则单一和混沌加密算法对密钥的灵敏度低等问题,提出一种基于DNA编码和超混沌系统的图像加密方案。该算法首先使用SHA-3算法计算明文图像的哈希值,用于超混沌系统的初始值,增加明文敏感性;其次将图像转换为DNA序列,并与所构建的S盒子进行DNA序列运算;最后用超混沌系统产生的序列对图像进行置乱。结果和理论分析表明,该算法不仅提高了密钥敏感性和传输数据的安全性,而且具有较好的抗穷举攻击、统计攻击和差分攻击能力。 展开更多
关键词 图像加密 dna编码 超混沌系统 S盒子 SHA-3
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基于闭环DNA模型的八皇后问题算法 被引量:18
2
作者 周康 同小军 许进 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第6期4-6,13,共4页
给出了闭环DNA计算模型及其基本生化实验,提出了基于闭环DNA的求解八皇后问题全部可行解的DNA算法,分析了算法的实现步骤及其实现方式并得到了全部的可行解。最后讨论了算法的复杂性。
关键词 八皇后问题 闭环dna模型 dna编码 删除实验
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DNA计算机中队列数据结构的设计及实现 被引量:17
3
作者 李汪根 丁永生 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期993-998,共6页
提出了DNA计算机中队列数据结构的设计方法,该方法利用两种不同的限制性内切酶完成队列的入队和出队操作,并给出了队列的DNA编码和仿真实例.首先给出了DNA计算机中队列存储结构的形式描述;然后详细给出了DNA计算机中队列初始化、入队和... 提出了DNA计算机中队列数据结构的设计方法,该方法利用两种不同的限制性内切酶完成队列的入队和出队操作,并给出了队列的DNA编码和仿真实例.首先给出了DNA计算机中队列存储结构的形式描述;然后详细给出了DNA计算机中队列初始化、入队和出队等操作的生物实现方法;最后给出了一个具体算法的实例,仿真了DNA计算机上该算法的运行机制.仿真结果表明文中提出的队列的设计方法在DNA计算机上切实可行.这种方法可推广到DNA计算机上其他类型的数据结构,帮助DNA计算机合理、有效地组织需要处理的信息,从而使DNA计算机走向实际应用. 展开更多
关键词 dna计算机 数据结构 队列 dna编码 存储结构
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结合DNA编码的快速混沌图像加密算法 被引量:14
4
作者 周红亮 刘洪娟 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1391-1399,共9页
针对现有图像加密算法的加密、解密速度问题,提出了一种与DNA编码相结合的快速图像加密算法,采用新4维混沌系统产生的混沌序列作为索引序列,指明置乱过程中要交换的具体位置.对置乱后的图像进行DNA编码,采用规则1的DNA加法法则和DNA异... 针对现有图像加密算法的加密、解密速度问题,提出了一种与DNA编码相结合的快速图像加密算法,采用新4维混沌系统产生的混沌序列作为索引序列,指明置乱过程中要交换的具体位置.对置乱后的图像进行DNA编码,采用规则1的DNA加法法则和DNA异或法则完成扩散过程后,再用不同的规则进行DNA解码,从而完成二次加密.实验结果表明:本文提出的方法在保证图像加密系统安全的同时,减少了置乱过程中循环遍历的次数,从而提升了加密和解密的速度. 展开更多
关键词 图像加密 dna编码 置乱 扩散 混沌系统
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一种改进的基于DNA编码和混沌映射的图像加密方法 被引量:14
5
作者 魏广政 金鑫 +3 位作者 赵耿 宋承根 甄平 李晓东 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第10期3049-3051,3069,共4页
针对现有灰度图像加密方法的不可逆性,通过引入由简单混沌映射产生的随机矩阵降低了计算复杂度,同时仍保持很好的有效性和安全性。提出的方法成功地解决了现有灰度图像加密方法的不可逆问题,并且该方法能够抵抗Hermassi等人提出的攻击... 针对现有灰度图像加密方法的不可逆性,通过引入由简单混沌映射产生的随机矩阵降低了计算复杂度,同时仍保持很好的有效性和安全性。提出的方法成功地解决了现有灰度图像加密方法的不可逆问题,并且该方法能够抵抗Hermassi等人提出的攻击方法。 展开更多
关键词 混沌理论 混沌映射 dna编码 图像加密 安全性分析
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对改进的基于DNA编码和混沌的图像加密算法的安全性分析 被引量:13
6
作者 朱淑芹 李俊青 王文宏 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2017年第10期3090-3093,共4页
对一种改进的基于DNA编码和混沌映射的图像加密方法进行了安全性分析,原算法的核心思想是明文图像的DNA编码矩阵与混沌映射产生的随机矩阵的DNA编码矩阵求和,然后再对这个和矩阵中的元素随机求补即得密文图像;经深入分析发现原算法的安... 对一种改进的基于DNA编码和混沌映射的图像加密方法进行了安全性分析,原算法的核心思想是明文图像的DNA编码矩阵与混沌映射产生的随机矩阵的DNA编码矩阵求和,然后再对这个和矩阵中的元素随机求补即得密文图像;经深入分析发现原算法的安全性完全依赖于混沌映射产生的随机矩阵,而随机矩阵的生成与明文图像或对应的密文图像没有任何关联,从而能用选择明文攻击的方法获得等效密钥,破译目标密文,解密出目标明文,理论分析和仿真实验验证了选择明文攻击策略的可行性;同时指出了原算法存在的另外两个安全缺陷,最后简要讨论了提高该算法安全性的一些改进措施。 展开更多
关键词 混沌映射 dna编码 图像加密 选择明文攻击
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一种基于混沌系统的新型图像加密算法 被引量:9
7
作者 王宏达 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期260-266,共7页
针对加密算法对明文敏感性较低的问题,提出了一种基于混沌系统的新型图像加密算法。采用SHA256函数对明文图像进行计算得到初值,将初值代入混沌系统生成伪随机序列,进一步使用该序列完成对明文图像的置乱。使用并行扩散机制对置乱图像... 针对加密算法对明文敏感性较低的问题,提出了一种基于混沌系统的新型图像加密算法。采用SHA256函数对明文图像进行计算得到初值,将初值代入混沌系统生成伪随机序列,进一步使用该序列完成对明文图像的置乱。使用并行扩散机制对置乱图像进行第一轮扩散,在此基础上利用DNA动态编码技术进行第二轮扩散。对DNA矩阵解码得到二进制矩阵,进一步转化为十进制矩阵,得到加密图像。进行了计算机仿真分析和对比,通过对统计特性、差分特性、信息熵、密钥和鲁棒性的分析与测试,表明该算法安全性较好且易于实现,具有较大的应用前景。 展开更多
关键词 SHA256函数 混沌系统 并行扩散 dna编码 鲁棒性
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基于Chen超混沌和DNA编码的图像加密算法 被引量:9
8
作者 李志远 蒋爱平 沈彦琦 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 2020年第5期602-609,共8页
提出了一种基于Chen超混沌和DNA编码的图像加密算法。算法关键在于对Logistic映射进行迭代,得到伪随机序列,并将该序列转为二维矩阵;改变参数和初始值,再次迭代Logistic混沌系统,得到新的伪随机序列,并构造索引序列完成对原始图像的置... 提出了一种基于Chen超混沌和DNA编码的图像加密算法。算法关键在于对Logistic映射进行迭代,得到伪随机序列,并将该序列转为二维矩阵;改变参数和初始值,再次迭代Logistic混沌系统,得到新的伪随机序列,并构造索引序列完成对原始图像的置乱及扩散,使原始图像的位置及像素值均改变。再利用参数多、空间复杂的Chen超混沌,得到四条混沌序列即X、Y、Z和H。用X和Y序列的随机值控制DNA编码规则的选取,使编码具有随机性和不确定性,分别对转化的二维矩阵和扩散后的图像进行编码,得到DNA矩阵。对两矩阵进行DNA运算,运算方式由序列Z的随机值决定,最后根据序列H进行解码,解码和编码的规则不同,进一步加强了安全性,得到最终加密图像。加密方案在Matlab上进行仿真,通过对密钥空间、密钥敏感性、直方图、信息熵和像素相关性等进行安全性分析,可以看出本算法可获得较好的加密效果,不易被破解。 展开更多
关键词 Chen超混沌 LOGISTIC混沌映射 dna编码 图像加密
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基于超混沌系统与DNA编码的图像加密研究 被引量:1
9
作者 张瑶 王希胤 《软件导刊》 2024年第2期120-128,共9页
针对图像加密方案中密钥敏感性弱、相邻位置像元相关性强等问题,提出一种基于超混沌系统置乱、扩散及DNA编码的彩色图像加密算法。首先,将原图像经R、G、B通道分层得到的3个二维灰度图像矩阵进行补零操作后划分为16个子块;然后,对各模... 针对图像加密方案中密钥敏感性弱、相邻位置像元相关性强等问题,提出一种基于超混沌系统置乱、扩散及DNA编码的彩色图像加密算法。首先,将原图像经R、G、B通道分层得到的3个二维灰度图像矩阵进行补零操作后划分为16个子块;然后,对各模块进行扩散得到一个随机矩阵,利用多混沌系统产生的4条混沌序列值确定DNA编码与运算规则,分别对补零后的矩阵和随机矩阵进行DNA运算。为获得更好的扩散效果,在对两个矩阵子块进行DNA运算及解码操作后,由Logistic混沌映射迭代的两条混沌序列对其进行行列位置置乱,重新组合图像子块得到彩色加密图像。仿真表明,改进后的加密算法密钥空间达到10128数量级,在图像水平、垂直及对角方向上相关性系数平均达到-0.0043,计算得到的UACI值为33.3687%,NPCR值为99.6956%,对降低图像相邻位置像素数值相关性及各种攻击的能力更强。 展开更多
关键词 图像加密 超混沌系统 LOGISTIC混沌映射 dna编码 dna运算
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基于粘贴DNA芯片模型的八皇后问题算法 被引量:7
10
作者 周康 同小军 许进 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期372-376,共5页
提出了粘贴 DNA 芯片模型,该模型综合了粘贴模型的筛选功能和 DNA 芯片模型的检测功能.利用这两个特点设计了基于粘贴 DNA 芯片模型的求解八皇后问题全部解的 DNA 算法.该算法首先产生所有可能的解,再分别按照行要求,列要求和对角线要... 提出了粘贴 DNA 芯片模型,该模型综合了粘贴模型的筛选功能和 DNA 芯片模型的检测功能.利用这两个特点设计了基于粘贴 DNA 芯片模型的求解八皇后问题全部解的 DNA 算法.该算法首先产生所有可能的解,再分别按照行要求,列要求和对角线要求逐步筛选出八皇后问题的全部解.利用 DNA 芯片检测出实验结果,然后对每个实验步骤分析了算法的生化实现过程并得到了八皇后问题的全部解.最后讨论了算法的复杂性及其优势. 展开更多
关键词 八皇后问题 粘贴dna芯片模型 dna编码 分离实验
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DNA Golay码的设计与分析 被引量:6
11
作者 王淑栋 宋弢 李二艳 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1542-1545,共4页
DNA编码是DNA计算初始数据库中寡核苷酸序列的设计问题.合理的DNA编码可以提高实验的稳定性和正确性,从而确保DNA计算的成功率.本文给出DNA码字重量和DNA码字间Watson-Crick Hamming距离的定义;提出DNA Golay码的设计方法;分析了DNA Go... DNA编码是DNA计算初始数据库中寡核苷酸序列的设计问题.合理的DNA编码可以提高实验的稳定性和正确性,从而确保DNA计算的成功率.本文给出DNA码字重量和DNA码字间Watson-Crick Hamming距离的定义;提出DNA Golay码的设计方法;分析了DNA Golay码的性质和规模;与随机搜索优码方法相比,DNA Golay码求解优码更加简单可行. 展开更多
关键词 dna计算 dna编码 GOLAY码 HAMMING距离
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基于混沌系统和动态DNA编码的彩色图像加密算法 被引量:1
12
作者 赵桥 李博 项融融 《计算机测量与控制》 2024年第3期319-326,共8页
为了提高图像在传输过程中的安全性,使得用户有更好的体验感,将Chen超混沌系统和DNA编码引入图像加密领域;彩色数字图像根据红、绿、蓝3个通道分为三个二维矩阵,并对三个二维矩阵进行DNA分区域编码处理,增加了编码运算的多样性,使得加... 为了提高图像在传输过程中的安全性,使得用户有更好的体验感,将Chen超混沌系统和DNA编码引入图像加密领域;彩色数字图像根据红、绿、蓝3个通道分为三个二维矩阵,并对三个二维矩阵进行DNA分区域编码处理,增加了编码运算的多样性,使得加密过程更加安全;由Chen超混沌系统生成的序列决定了每个二维矩阵的DNA编码解码规则和运算规则,按照相应规则进行加密,加密后由分段Logistic生成相应的序列再次进行行、列置换,分段的Logistic混沌映射可以让系统更快地进入混沌状态;合并红、绿、蓝3个通道的三个二维矩阵,生成三维矩阵,最终得到相应的彩色加密图像;选取相应的彩色图像进行仿真实验,最终的仿真结果表明,所提出的算法加密效果和相关性能指标良好,同时具有较强的安全性和鲁棒性。 展开更多
关键词 图像加密 信息安全 Chen超混沌系统 Logistic混沌系统 dna编码 彩色图像
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基于混沌系统的数字彩色图像加密技术 被引量:6
13
作者 张淑霞 李珊珊 +1 位作者 白牡丹 杨娜 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第13期5291-5298,共8页
近年来,彩色图像的安全存储与传输一直受到学者们的关注,现有的低维混沌系统和单调DNA编码系统因其结构单调、繁杂度和安全性较低,不能满足图像加密的最根本要求。在此基础上提出一种基于混沌系统与DNA编解码相结合的彩色图像加密算法... 近年来,彩色图像的安全存储与传输一直受到学者们的关注,现有的低维混沌系统和单调DNA编码系统因其结构单调、繁杂度和安全性较低,不能满足图像加密的最根本要求。在此基础上提出一种基于混沌系统与DNA编解码相结合的彩色图像加密算法。首先,对彩色图像的分块进行加密;其次,将Logistic混沌映射生成的参数与空间复杂的Chen超混沌映射结合;再次,对彩色图像的红色(red,R)、绿色(green,G)和蓝色(blue,B)的3个通道进行置乱;最后,利用DNA编码对图像进行混乱加密处理。同时增加了加密算法中混沌系统的个数,优化了加密算法的流程。改进算法在MATLAB 2018b上进行仿真,通过直方图、信息熵和相邻像素相关性等对仿真结果进行安全性分析,结果表明改进算法提高了加密算法的加密效率,并增强了加密的安全性。 展开更多
关键词 图像加密 混沌映射 Chen超混沌 dna编码 加密算法
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基于DNA的连续优化算法 被引量:5
14
作者 朱越 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第22期48-52,共5页
用遗传算法进行函数优化已得到了较好应用。与遗传算法相比,DNA的编码更具丰富性,译码更具多样性,基因级操作更灵活,且更容易用DNA计算机实现。鉴于基于DNA的函数优化研究还较少,提出了一种基于DNA的连续优化算法。该算法用表示DNA的基... 用遗传算法进行函数优化已得到了较好应用。与遗传算法相比,DNA的编码更具丰富性,译码更具多样性,基因级操作更灵活,且更容易用DNA计算机实现。鉴于基于DNA的函数优化研究还较少,提出了一种基于DNA的连续优化算法。该算法用表示DNA的基本元素符号进行碥码,用其对应的密码子表征变量参数,用DNA的复制、重组、变异和倒位等操作实现对解空间的搜索。在这些过程中,参考了精英保留策略和模拟退火算法等思想方法,采取了若干加快收敛、同时满足搜索多样性要求的措施,以使算法加快收敛且不易早熟和陷入局部最优。计算机仿真实验表明该算法具有收敛快,精度高等特点,效果令人满意。 展开更多
关键词 函数优化 dna计算 遗传算法 dna编码
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忆阻耦合的三异质神经元网络及其图像加密应用
15
作者 王鹤鹏 李志军 《湖南理工学院学报(自然科学版)》 CAS 2024年第2期23-30,共8页
探讨一个由三种异质神经元组成的环状神经网络的动力学行为及其在图像加密领域的应用.通过一个忆阻器模拟环形神经网络的两个神经元的耦合通道,探索神经网络在不同忆阻耦合强度下的非线性动力学特性.研究发现,在特定的耦合强度下,该神... 探讨一个由三种异质神经元组成的环状神经网络的动力学行为及其在图像加密领域的应用.通过一个忆阻器模拟环形神经网络的两个神经元的耦合通道,探索神经网络在不同忆阻耦合强度下的非线性动力学特性.研究发现,在特定的耦合强度下,该神经网络展现出周期性和混沌放电行为的共存.基于其复杂且丰富的动力学特点,开发一种新型的图像加密算法.该算法结合DNA编码和RSA加密技术.选择DNA编码算法是因为其能够有效增强加密信息的随机性和不可预测性,而采用RSA加密算法是因为其基于大质数分解的难度,为加密过程提供了额外的安全性.该算法融合两种技术的优点,可显著提升加密过程的安全性和随机性,展示了高维神经网络在提高图像加密技术安全性方面的巨大潜力. 展开更多
关键词 异质神经元 忆阻器 环形耦合 dna编码 RSA加密
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基于2D-SFHM混沌系统和改进DNA编码的彩色图像加密
16
作者 段玮鹏 胡红萍 《测试技术学报》 2024年第5期487-499,共13页
为改善一维混沌系统密钥空间较小、安全性能较低而超混沌系统初始参数要求较高且效率较低等问题,提出了一种基于二维正弦函数超混沌映射(2D-SFHM)混沌系统和改进DNA编码的彩色图像加密方法。首先通过2D-SFHM混沌系统与Logistic系统生成... 为改善一维混沌系统密钥空间较小、安全性能较低而超混沌系统初始参数要求较高且效率较低等问题,提出了一种基于二维正弦函数超混沌映射(2D-SFHM)混沌系统和改进DNA编码的彩色图像加密方法。首先通过2D-SFHM混沌系统与Logistic系统生成混沌序列,将彩色图像分为RGB 3个通道,再基于混沌序列对每个通道分块进行DNA编码、解码、扩散和置乱,并在动态DNA编码的基础上提出基因突变机制,一定程度上丰富了DNA编码规则,最后合并3个通道得到彩色加密图像。实验结果表明,所提方法对密文图像直方图统计特性均匀平滑,相关性分析性能良好,实现了图像的安全加密效果,具有良好的加密性能和安全性。 展开更多
关键词 彩色图像加密 超混沌系统 dna编码 像素置乱 扩散
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基于DNA编码的多图像加密算法 被引量:6
17
作者 孙鹤鹏 张晓强 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第10期3050-3054,3099,共6页
为保障图像传输的安全性,提出一种基于DNA和混沌映射的多图像加密算法。分别对k幅原始图像进行DNA编码;根据混沌映射产生的混沌序列,将DNA序列在k幅图像间移动进行置乱;将置乱后的图像与DNA编码后的混沌图像进行加法运算完成扩散过程,DN... 为保障图像传输的安全性,提出一种基于DNA和混沌映射的多图像加密算法。分别对k幅原始图像进行DNA编码;根据混沌映射产生的混沌序列,将DNA序列在k幅图像间移动进行置乱;将置乱后的图像与DNA编码后的混沌图像进行加法运算完成扩散过程,DNA解码后得到加密图像。实验结果和算法分析表明,该算法加密效果良好,安全性高。 展开更多
关键词 多图像加密 信息安全 dna编码 混沌映射 安全散列算法
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基于混沌占空置乱和DNA编码的图像加密算法 被引量:6
18
作者 王光义 任国瑞 +1 位作者 崔明章 蔡博振 《计算机应用与软件》 CSCD 2016年第6期298-302,共5页
为了增强加密图像的安全性,提出一种新的基于混沌占空置乱和DNA编码的图像加密算法。首先根据一种离散混沌映射产生的伪随机序列使用占空法对图像矩阵的行和列进行随机交换,相比一般的混沌置乱大大提高了运算速度。然后利用另一种离散... 为了增强加密图像的安全性,提出一种新的基于混沌占空置乱和DNA编码的图像加密算法。首先根据一种离散混沌映射产生的伪随机序列使用占空法对图像矩阵的行和列进行随机交换,相比一般的混沌置乱大大提高了运算速度。然后利用另一种离散混沌映射产生两个伪随机序列分别对图像矩阵的前n行像素点和其余像素点进行异或运算生成加密图像。最后利用DNA编码规则,对图像矩阵中像素点灰度值的每两位二进制位分别进行对应的互补替换,达到图像扩散的目的,最终生成加密后的图像。对算法的统计特性、密钥敏感性及密钥空间进行仿真验证与分析,对算法的复杂性进行理论分析,分析结果显示该算法具有较高的安全性。 展开更多
关键词 混沌占空置乱 dna编码 图像加密 安全性分析
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DNA编码的模型分析 被引量:6
19
作者 周康 殷燕芳 +1 位作者 李玉华 覃磊 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期67-70,共4页
提出了适应DNA计算的DNA编码问题.对等码长的DNA编码问题的数学模型进行分析.以优化码长作为目标,分析了约束条件.以杂交反应为核心将约束条件分为基本约束和控制生化实验的约束,而控制生化实验的约束包含组合约束和热力学约束.控制移... 提出了适应DNA计算的DNA编码问题.对等码长的DNA编码问题的数学模型进行分析.以优化码长作为目标,分析了约束条件.以杂交反应为核心将约束条件分为基本约束和控制生化实验的约束,而控制生化实验的约束包含组合约束和热力学约束.控制移动不匹配的下值才能控制杂交反应,由此改进了移动距离.引入窗口距离解决了错配总量和分布的控制问题. 展开更多
关键词 dna编码 杂交反应 数学模型 窗口距离
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DNA编码限制条件与编码策略 被引量:2
20
作者 李珍 王淑栋 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第5期43-45,58,共4页
以评价DNA编码的基本限制条件之一——Hamming距离为出发点分析了DNA编码的三个参量:码字个数、码字长度与Watson-Crick Hamming距离,并得到它们之间的内在联系;讨论了Watson-Crick Hamming距离与DNA码字重量之间的关系;在此基础上得到... 以评价DNA编码的基本限制条件之一——Hamming距离为出发点分析了DNA编码的三个参量:码字个数、码字长度与Watson-Crick Hamming距离,并得到它们之间的内在联系;讨论了Watson-Crick Hamming距离与DNA码字重量之间的关系;在此基础上得到了DNA编码的编码策略;提出了适合DNA编码的改进Watson-Crick Hamming距离及DNA编码模块化的定义,对DNA编码的优化做出了详细分析,为DNA计算的发展注入了活力。 展开更多
关键词 dna计算 dna编码 WATSON-CRICK HAMMING距离 dna编码策略
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