Eğitim gerektirmeyen kodlayıcı-tabanlı Transformer ile DNA-alfabeli sözde rastgele sayı üreteci
Year: 2026
Type: article
Abstract: DNA temelli uygulamalarda çoğunlukla bit düzeyinde çalışan klasik sözde rastgele sayı üreteçleri (SRSÜ) kullanılmaktadır. Ancak bu üreteçler DNA uzayına doğrudan çıkış veremediğinden, ek kodlama/adaptasyon katmanları gerektirir. Bu durum hem hesaplama maliyetini hem de anahtar tasarımının karmaşıklığını artırmakta, DNA düzeyindeki rastgelelik özelliklerinin kontrolünü zorlaştırmaktadır. Rastgelelik özelliklerini doğrudan DNA alfabesi üzerinde üretebilen mekanizmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, eğitim gerektirmeyen ve rastgele başlatılmış ağırlıklara sahip kodlayıcı-tabanlı bir Transformer mimarisi kullanılarak DNA-alfabeli bir SRSÜ önerilmektedir. Model pozisyon bilgisi içermemekte; çıkış katmanında kullanılan düşük genlikli Dirichlet gürültüsü ile çalışmaktadır. Blok içi dengeli örnekleme ve tek seferlik global karıştırma birlikte kullanılarak A/C/G/T sembollerine ait yerel frekans yanlılıkları ve kısa menzilli örüntüler zayıflatılır. Sekiz bijektif DNA→ikili eşlemeden rastgele seçilen biriyle dönüştürülen 500 000 bazlık dizilerden 1 Mbit ikili on bağımsız çıktı üretilmiştir. CPU üzerinde, blok boyutu 100 iken üretim süresi yaklaşık 49 sn. olarak ölçülmüştür. On bağımsız akışın tamamı NIST SP 800-22 p>0.01 eşiğini sağlamış, ENT analizinde ≈8 bit/byte entropi ve ihmal edilebilir seri korelasyonu gözlenmiştir. Bu bulgular, önerilen DNA-alfabeli SRSÜ’nün istatistiksel rastgelelik açısından tatmin edici bir davranış sergilediğini göstermektedir. Çalışma formel güvenlik ispatı sunmak yerine bu davranışın deneysel olarak değerlendirilmesine odaklanmaktadır.
DOI: 10.65206/pajes.03161
Authors: Alev Kaya, İbrahim Türkoğlu
Institution: Fırat University
Language: Turkish
Topic: DNA and Biological Computing
Subfield: Molecular Biology
Domain: Life Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W7212260157