초록
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.
DNA computing technology makes the interests on DNA storage and DNA watermarking / steganography that use the DNA information as a newly medium. DNA watermarking that embeds the external watermark into DNA information without the biological mutation needs the reversibility for the perfect recovery of host DNA, the continuous embedding and detecting processing, and the mutation analysis by the watermark. In this paper, we propose a reversible DNA watermarking based on circular histogram shifting of DNA code values with the prevention of false start codon, the preservation of DNA sequence length, and the high watermark capacity, and the blind detection. Our method has the following features. The first is to encode nucleotide bases of 4-character variable to integer code values by code order. It makes the signal processing of DNA sequence easy. The second is to embed the multiple bits of watermark into -order coded value by using circular histogram shifting. The third is to check the possibility of false start codon in the inter or intra code values. Experimental results verified the our method has higher watermark capacity 0.11~0.50 bpn than conventional methods and also the false start codon has not happened in our method.
