網(wǎng)盤(pán)或能存儲(chǔ)基因數(shù)據(jù) 同態(tài)加密是關(guān)鍵

將來(lái)醫(yī)學(xué)的空想是領(lǐng)略DNA和疾病之間的接洽，并以此為基本為患者擬定本性化的治療方案?？墒?，科學(xué)家意識(shí)到這樣的「本性化」或「精準(zhǔn)」醫(yī)學(xué)有一個(gè)困難：如安在擔(dān)?；?strong>因數(shù)據(jù)和醫(yī)療記錄安詳?shù)耐瑫r(shí)，可以或許運(yùn)用云端強(qiáng)大的計(jì)較本領(lǐng)闡明找出基因和疾病之間有意義的關(guān)聯(lián)。

現(xiàn)在，一項(xiàng)新興的數(shù)據(jù)加密技能也許可以辦理這一困難。

加州大學(xué)圣地亞哥分校(以下簡(jiǎn)稱(chēng)UCSD)正在探討如何團(tuán)結(jié)加密技能舉辦基因數(shù)據(jù)闡明，他們?cè)谳^小的數(shù)據(jù)會(huì)合應(yīng)用一個(gè)被稱(chēng)作「同態(tài)加密(homomorphic encryption)」的要領(lǐng)，10分鐘內(nèi)就能找到與疾病相關(guān)的基因變異。盡量在實(shí)際事情中，計(jì)較機(jī)從由成百上千DNA片斷構(gòu)成的全基因組數(shù)據(jù)集里找出與疾病相關(guān)的基因變異要耗費(fèi)數(shù)小時(shí)時(shí)間，可是，暗碼技能專(zhuān)家照舊值得勉勵(lì)。

同態(tài)加密是一種加密形式，它答允人們對(duì)密文舉辦特定的代數(shù)運(yùn)算獲得仍然是加密的功效，將其解密所獲得的功效與對(duì)明文舉辦同樣的運(yùn)算功效一樣。換言之，這項(xiàng)技能令人們可以在加密的數(shù)據(jù)中舉辦諸如檢索、較量等操縱，得出正確的功效，而在整個(gè)處理懲罰進(jìn)程中無(wú)需對(duì)數(shù)據(jù)舉辦解密。其意義在于，真正從基礎(chǔ)上辦理將數(shù)據(jù)及其操縱委托給第三方時(shí)的保密問(wèn)題，譬喻對(duì)付各類(lèi)云計(jì)較的應(yīng)用。

這一直是暗碼學(xué)規(guī)模的一個(gè)重要課題，以往人們只找到一些部門(mén)實(shí)現(xiàn)這種操縱的要領(lǐng)。而2009年9月克雷格·金特里(Craig Gentry)的論文從數(shù)學(xué)上提出了「全同態(tài)加密」的可行要領(lǐng)，即可以在不解密的條件下對(duì)加密數(shù)據(jù)舉辦任何可以在明文長(zhǎng)舉辦的運(yùn)算，使這項(xiàng)技能取得了抉擇性的打破。人們正在此基本上研究更完善的實(shí)用技能，這對(duì)信息技能財(cái)富具有重大代價(jià)。

——摘自維基百科

UCSD的一名計(jì)較機(jī)科學(xué)家Xiaoqian Jiang說(shuō)道，「這是一個(gè)可預(yù)見(jiàn)的功效，但挑戰(zhàn)依然存在」。

大夫和研究人員認(rèn)為，領(lǐng)略基因和疾病之間的干系需要從數(shù)以百萬(wàn)計(jì)人群中收集數(shù)據(jù)，包羅基因方面和生理方面的數(shù)據(jù)。有些籌劃項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng)，好比，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬提倡的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)項(xiàng)目以及英國(guó)的十萬(wàn)基因組項(xiàng)目。如此錯(cuò)亂的任務(wù)大概需要操作互聯(lián)網(wǎng)云端主機(jī)的處理懲罰本領(lǐng)，可是，已往幾年里網(wǎng)絡(luò)安詳裂痕袒露了在云端存儲(chǔ)大量敏感數(shù)據(jù)的龐大隱患。美國(guó)國(guó)度衛(wèi)生研究院的基因型與表型數(shù)據(jù)庫(kù) (dbGaP)有一個(gè)有關(guān)醫(yī)療和基因數(shù)據(jù)的目次，它的打點(diǎn)人員很是擔(dān)憂(yōu)安詳問(wèn)題，他們克制數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶(hù)在可聯(lián)網(wǎng)的電腦上儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。

同態(tài)加密可以辦理這種擔(dān)心，從而讓研究者用數(shù)學(xué)加密的方法把資料儲(chǔ)存在云端。該技能會(huì)把當(dāng)?shù)仉娔X上的數(shù)據(jù)舉辦加密，然后再把加密后的數(shù)據(jù)上傳到云端。加密數(shù)據(jù)的計(jì)較也可以在云端舉辦，計(jì)較的功效加密后再傳會(huì)當(dāng)?shù)氐挠?jì)較機(jī)。即便有人在此進(jìn)程中竊取了加密的數(shù)據(jù)，但這些加密數(shù)據(jù)里包括的埋沒(méi)內(nèi)容仍然是安詳?shù)摹?/p>

UCSD的計(jì)較機(jī)科學(xué)家Lucila Ohno-Machado認(rèn)為：「假如能確保這項(xiàng)技能由浸染，那么對(duì)付辦理掩護(hù)小我私家隱私的前提下舉辦海量數(shù)據(jù)的運(yùn)算和存儲(chǔ)的困難至關(guān)重要，這的確可以晉升我們的信心?！?/p>

1978年，同態(tài)數(shù)據(jù)加密技能被首次提出，差異于其他方法，這一技能可以在云端處理懲罰加密的數(shù)據(jù)，從本質(zhì)上說(shuō)，云永遠(yuǎn)不會(huì)真正「看到」數(shù)據(jù)處理懲罰。另一個(gè)差異點(diǎn)則是，該技能還能給出未加密狀態(tài)下的溝通數(shù)據(jù)處理懲罰功效。

直到2009年，IBM沃森研究中心的暗碼學(xué)家Craig Gentry論證了對(duì)同態(tài)加密數(shù)據(jù)可以舉辦任何形式的運(yùn)算大概性。此時(shí)，這一理念還很洪流平上逗留在理論層面。該要領(lǐng)通過(guò)將每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為一塊加密的信息或密文，但加密后的數(shù)據(jù)量比原始數(shù)據(jù)更大也更巨大。每個(gè)未加密的字節(jié)被加密成幾兆字節(jié)的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于一張數(shù)碼照片的巨細(xì)。

當(dāng)然這是一個(gè)打破，但加密前后如此大的容量差別也讓這項(xiàng)技能無(wú)法真正應(yīng)用起來(lái)，要知道數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的硬件本錢(qián)是很高的。