DNA 영감을 받은 정보 은닉 기법

초록

본 논문은 DNA에서 관찰되는 반복 서열을 모방하여, 제한된 길이 이하의 구간은 보존하면서 전체 문자열을 복원하기 어렵게 만드는 정보 은닉 알고리즘을 제안한다. 문제 정의, 알고리즘 설계, 복원 난이도 증명 및 관련 분야와의 비교를 통해 새로운 은닉 패러다임을 제시한다.

상세 분석

본 연구는 정보 은닉을 “반복 패밀리”라는 개념으로 모델링한다. DNA에서 다수의 정확하거나 변형된 반복 서열이 존재함을 관찰하고, 이러한 반복이 하이브리다이제이션을 통한 재구성을 방해한다는 생물학적 사실을 알고리즘 설계에 적용하였다. 논문은 먼저 정보 은닉 문제를 형식화한다. 입력 문자열 ω와 정수 k(보존할 최대 구간 길이)가 주어지면, ω′를 생성하여 (I) 길이 ≤k 인 모든 구간이 ω′에 그대로 존재하고, (II) ω를 ω′로부터 복원하는 것이 계산적으로 어려워야 하며, (III) ω′의 길이는 ω에 비례해야 함을 요구한다. 또한 (IV) ω에 존재하지 않는 구간이 ω′에 나타날 확률은 낮고, 구간 빈도 순위가 보존되도록 설계한다.

알고리즘 핵심은 절차 S(ω, o, lb, ub)이다. 입력을 순환 문자열로 만든 뒤, 길이