基于圖形表示的獨特碼碼型序列比較方法*

劉偉華 謝 鑫

（海軍工程大學核科學技術學院 武漢 430032）

1 引言

由于意外事故而造成破壞導致引發重大災難性后果的系統被稱為要害系統。獨特碼[1]是針對要害系統極端的安全性要求設計而成的增強安全系統的解保密碼，它是一組在異常環境下被偶然產生概率極小的特殊序列，由事件、碼長、碼型這三個基本要素構成。獨特碼在同時使用時存在相互干擾的潛在風險，所以需要對獨特碼碼對之間的相似性進行分析，從而選出相互之間相似性較小的碼對以降低在使用過程中出現問題的可能性。

1983 年 Hamori和 Ruskin[2]開發了一種基于計算機圖形學的新方法來替代傳統的基于字母序列的核苷酸序列表示方法，該方法將核苷酸序列的信息映射成便于顯示和操作的三維空間函數。1986年Gates[3]提出了DNA序列的二維圖形表示，其他的研究人員像是 Nandy、Leong和 Morgenthaler[4～7]等也相繼提出了許多不同的圖形表示方法。他們的方法是在坐標系中選擇四個基本方向來表示DNA序列中四個堿基的含量。2001年Randic和Vracko[8]等還在圖形表示的基礎上，將DNA序列轉化為矩陣等數學表示，進一步用矩陣不變量來研究DNA序列的相似性，取得了不錯的效果，證明了該思路的可行性。

獨特碼的序列相似性分析一般是通過序列直接比較來實現的。對于二元碼來說，序列是由兩種事件（A和B）所組成的字符串，單純地進行序列比對難以獲取有用的信息。獨特碼碼型序列在結構上與核苷酸序列存在相似之處，所以考慮將圖形表示的的思想應用于獨特碼領域。……