In this paper, we propose a strategy for making DNA-based data storage information-theoretically secure through the use of wiretap channel coding. This motivates us to extend the shuffling-sampling channel model of Shomorony and Heckel (2021) to include a wiretapper. Our main result is a characterization of the secure storage capacity of our DNA wiretap channel model, which is the maximum rate at which data can be stored within a pool of DNA molecules so as to be reliably retrieved by an authorized party (Bob), while ensuring that an unauthorized party (Eve) gets almost no information from her observations. Furthermore, our proof of achievability shows that index-based wiretap channel coding schemes are optimal.


翻译:在本文中,我们提出了一个战略,通过使用窃听频道编码,使基于DNA的数据存储信息在理论上安全。这促使我们将Shomorony和Heckel(2021年)的洗牌采样频道模型扩大到包括窃听器。我们的主要结果是描述我们的DNA窃听频道模型的安全存储能力,这是将数据储存在一个DNA分子库中以便由授权方(Bob)可靠地检索的最大速度,同时确保未经授权的一方(Eve)从她的观察中几乎得不到任何信息。此外,我们关于能否实现的证据表明,基于索引的窃听频道编码方案是最佳的。

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