iamnitishpattar/helixvault
GitHub: iamnitishpattar/helixvault
一个基于 React 和 FastAPI 构建的 DNA 数据存储系统，将数字文件编码为生物 DNA 序列并提供纠错恢复与突变模拟功能。
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# 🧬 HelixVault：下一代 DNA 数据存储
*作为 MCA 硕士级别的学术项目开发。* ## 📸 应用展示 ### 🏠 首页
### ⚙️ 编码过程
### 🦠 突变模拟
### 🛡️ 恢复过程
## 🏗️ 架构图
*作为 MCA 硕士级别的学术项目开发。* ## 📸 应用展示 ### 🏠 首页
The futuristic entry point to millennia-scale data storage.
Transforming digital files into biological sequences with Base-3 encoding.
Testing system robustness by deliberately simulating biological DNA damage.
Reed-Solomon algorithms perfectly reconstructing data from mutated DNA.
```
graph TD
%% Styling
classDef frontend fill:#0f172a,stroke:#38bdf8,stroke-width:2px,color:#fff;
classDef backend fill:#0f172a,stroke:#10b981,stroke-width:2px,color:#fff;
classDef storage fill:#0f172a,stroke:#f59e0b,stroke-width:2px,color:#fff;
classDef bio fill:#0f172a,stroke:#8b5cf6,stroke-width:2px,color:#fff;
%% Client Side
subgraph Client [Client Interface]
UI[React + Vite UI]:::frontend
3D[3D Mutation Simulator]:::frontend
Charts[Recharts Analytics]:::frontend
end
%% Backend Services
subgraph Server [FastAPI Backend]
API[RESTful API Gateway]:::backend
Auth[JWT Authentication]:::backend
subgraph Core Logic
Encrypt[AES-256 Encryption]:::backend
RS[Reed-Solomon ECC]:::backend
Encode[Base-3 Encoder]:::backend
Stego[DNA Steganography]:::backend
end
API --> Auth
API --> Encrypt
Encrypt --> RS
RS --> Encode
Encode --> Stego
end
%% Storage & Biology
subgraph Storage [Data Persistence]
DB[(PostgreSQL)]:::storage
end
subgraph Biological Output [Biological Domain]
GenBank[GenBank/FASTA Files]:::bio
SyntheticDNA[Synthetic DNA]:::bio
end
%% Connections
UI <-->|JSON & Files| API
3D -->|Mutation Params| API
Auth <--> DB
Stego --> GenBank
GenBank -.->|Physical Synthesis| SyntheticDNA
```
## ✨ 核心功能
* **🧬 数字转 DNA 编码：** 使用自定义的 Base-3 编码算法，将二进制数据转换为无同聚物的生物序列（A、C、G、T）。
* **🛡️ Reed-Solomon 纠错：** 通过数学方法注入冗余 DNA 碱基来保护您的数据。即使 DNA 在数千年的时间里发生物理降解，文件也能被完美恢复。
* **🦠 DNA 隐写术：** 利用生物起始/终止标记密码子，将您编码后的数据隐藏在一个庞大且自然存在的“宿主”DNA 序列（例如 *大肠杆菌* 基因组）深处。
* **⚠️ 3D 生物突变模拟器：** 一款电影级别的 3D CSS 模拟器，允许用户有意破坏（突变）其 `.gb` 文件中的随机碱基，以实时测试纠错算法。
* **🔒 AES-256 加密：** 在合成之前，使用银行级别的加密技术保护您编码后的 DNA payload。
* **✅ SHA-256 完整性验证：** 计算加密哈希值，从数学上保证恢复的文件与原始文件达到 100% 逐像素的一致性。
* **💰 合成成本估算器：** 计算打印您序列的现实实验室成本（$0.10/bp），并估算 DNA 以皮克为单位的微观物理重量。
## 🛠️ 技术栈
**前端：**
* React (Vite)
* Recharts（数据分析）
* Lucide React（图标）
* 纯 Vanilla CSS（自定义毛玻璃效果与 3D 渲染）
**后端：**
* Python FastAPI
* SQLAlchemy（数据库 ORM）
* BioPython（基因组序列处理）
* ReedSolo（纠错编码）
**部署：**
* **前端：** Vercel (`helixvault-omega.vercel.app`)
* **后端：** Render (`helixvault.onrender.com`)
* **数据库：** PostgreSQL（托管在 Render 上）
## 🚀 如何使用模拟器
1. **编码数据：** 进入编码器，上传一个 PDF 文件，勾选 **“Use Error Correction”** 和 **“Extract from Steganography”**，然后点击 Encode。下载您的 `.gb` 文件。
2. **突变 DNA：** 进入解码器，上传刚刚创建的 `.gb` 文件。点击 **“Simulate Biological Mutation”** 以有意破坏 DNA 序列。
3. **恢复数据：** 点击 **Extract Data**。后端将绕过生物异常，提取出隐写数据，触发 Reed-Solomon 引擎修复受损的碱基，并返回您的原始文件！
## 💻 本地运行
### 1. 启动后端
```
cd backend
python -m venv venv
.\venv\Scripts\activate
pip install -r requirements.txt
uvicorn main:app --reload --port 8000
```
### 2. 启动前端
```
cd frontend
npm install
npm run dev
```
## 📜 许可证
本项目是开源项目，基于 MIT 许可证发布。标签：AV绕过, DNA数据存储, FastAPI, React, Syscalls, 学术项目, 数据编码, 测试用例, 生物信息学, 逆向工具