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1. 数据编码
冷数据首先需要通过特定的编码算法转换为DNA序列。这些算法会将二进制数据映射为DNA的碱基序列（A、T、C、G），并优化编码效率以减少错误率。例如，清华大学的“细菌彩珠硬盘”技术通过荧光标记辅助的编码方式，显著提升了数据检索效率。
2. DNA合成
根据编码后的序列，利用化学或生物酶法合成DNA分子。目前，DNA合成技术已较为成熟，但成本和合成速度仍是限制因素。随着技术的进步，合成成本有望进一步降低。
3. 数据存储
DNA存储的稳定性是其核心优势之一。冷数据可以以干粉、溶液或封装在微胶囊等形式保存，甚至可以存储在活细胞内。例如，天津大学的研究显示，通过特定的封装技术，DNA数据在常温下可保存千年。此外，DNA存储几乎不消耗能量，适合长期归档。
4. 数据检索与读取
DNA存储的数据检索需要通过PCR扩增和测序技术实现。目前，高通量测序技术（如Illumina平台）和纳米孔测序技术已广泛应用于DNA数据的读取。清华大学的“细菌彩珠硬盘”通过荧光标记实现了快速检索，理论检索速度可达196.72MB/s。
5. 数据加密与安全
DNA存储的高密度和难以篡改的特性使其在数据加密方面具有独特优势。通过将数据编码为DNA序列，可以实现高度保密的数据存储，只有掌握特定解码技术的用户才能读取。
6. 成本与挑战
尽管DNA存储在理论上具有极高的存储密度和长期稳定性，但目前仍面临成本高、读写速度慢等挑战。例如，DNA合成和测序的成本需要进一步降低，才能大规模应用于冷数据备份。
7. 应用场景
DNA存储技术特别适用于需要长期保存的冷数据，如档案馆资料、企业备份数据和监控视频等。此外，其低能耗和高密度的特点也使其在绿色数据中心建设中具有重要潜力。
