• 전자공학회논문지
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• 제51권10호
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• pp.118-127
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• 2014

DNA 데이터 저장(Data storage)은 DNA의 염기 서열에 대용량의 디지털 데이터를 저장하는 방법으로, 차세대 정보 저장 매개물로 인식되고 있다. 본 논문에서는 DNA 스테가노그라픽 기반으로 비부호 DNA 서열(Noncoding DNA sequence)에 정보를 저장하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 암호화된 데이터들을 정수 변화표에 의하여 데이터 염기 서열로 변환한 후, 시드 정보, 및 섹터 길이로 구성된 은닉 키에 의하여 비부호 염기 서열에 은닉한다. 따라서 단백질의 유전 기능이 유지되고, 원 DNA 서열없이 정보가 검출되며, 변이에 의하여 발생되는 오류가 검출된다. 기존 방법과의 비교 실험을 통하여 제안한 방법이 높은 bpn를 가지는 저장 효율을 가지며, 패리티 염기에 의하여 은닉된 정보의 오류 위치를 검출할 수 있음을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권7호
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• pp.51-62
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• 2015

대용량의 DNA 정보 저장, DNA 서열 저작권 보호를 위한 DNA 워터마킹, 및 비밀 통신을 위한 DNA 스테가노그라픽에 대한 관심이 증대되면서, 원본 DNA 서열의 기능 유지와 복원이 가능한 가역성 DNA 워터마킹이 필요하다. 본 논문에서는 비부호영역 DNA 서열을 이용한 DE(Difference expansion) 기반 가역 DNA 워터마킹 기법을 제안한다. 가역 DNA 워터마킹에서는 생물학적 기능 변경이 없고, 문자 형태의 서열 내에 대용량의 데이터를 은닉하여야 하며, 원본 DNA 서열이 복원되어야 한다. 제안한 방법에서는 문자 서열을 십진수 형태의 수치계수로 변환한 다음, 인접 수치 계수 쌍의 DE 기반 다중비트 은닉 방법(DE-MBE, DE based multiple bits embedding)과 이전 은닉 수치계수를 예측으로 한 연속 DE 기반 다중비트 은닉 방법들(C-DE-MBE, consecutive DE based multiple bits embedding)에 의하여 워터마크가 은닉된다. 은닉 과정에서는 워터마크된 서열에 의하여 부호영역을 나타내는 허위 시작코돈 발생을 방지하기 위하여 비교 탐색을 수행한다. 실험 결과로부터 제안한 방법이 기존 방법에 비하여 높은 은닉 용량을 가지며, 허위 시작코돈이 발생되지 않으며, 기준 서열없이 원본 DNA 서열이 복원됨을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.67-75
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• 2016

DNA 컴퓨팅 기술로 DNA 정보를 매개물로 하는 DNA 저장, DNA 스테가노그라픽, 및 DNA 워터마킹에 대한 관심이 많아지고 있다. 생물학적 변이없이 외부 워터마크를 DNA 정보 내에 은닉에서는 원본 DNA 서열의 복원이 가능하고, 은닉과 복원이 반복적으로 이루어지며, 외부 워터마크에 의한 의도적인 변이 분석이 가능한 가역성 정보은닉 기술이 필요하다. 본 논문에서는 DNA 부호계수의 순환형 히스토그램 다중 쉬프팅 (Circular Histogram Shifting, CHS) 기반으로 생물학적 변이없이 허위개시코돈 방지, 원본 서열 길이 유지, 높은 워터마크 용량성, 블라인드 검출이 가능한 가역성 DNA 정보은닉 방법을 제안한다. 제안한 방법은 비부호 영역 DNA 염기서열을 부호계수로 변환한 다음, 높은 용량성을 위하여 순환형 히스토그램 다중 쉬프팅에 의하여 부호계수에 다중비트를 은닉한다. 마지막으로 다중비트 은닉 과정에서 은닉된 인접 염기서열 간의 비교탐색을 통하여 허위개시코돈 생성을 방지한다. 실험 결과로부터 제안한 방법이 기존 방법보다 0.11~0.50 bpn(bit per nucleotide base) 높은 워터마크 용량성을 가지고, 허위개시코돈이 발생되지 않음을 확인하였다.