基因數(shù)據(jù)如何保護(hù)？

基因數(shù)據(jù)越來(lái)越多

世界上沒(méi)有兩片完全相同的葉子，也沒(méi)有兩個(gè)完全相同的人，而背后基因是關(guān)鍵。簡(jiǎn)單來(lái)講，基因數(shù)據(jù)有幾個(gè)特點(diǎn)：一是基因數(shù)據(jù)不可篡改?；驍?shù)據(jù)從出生就決定了一部分來(lái)自于母親，一部分來(lái)自于父親，不會(huì)簡(jiǎn)單地隨著時(shí)間的變化而變化。二是基因攜帶了很多很多信息，包括人的表情、體征、祖源、血型等等。三是基因數(shù)據(jù)代表的不僅僅是你，同時(shí)代表了你的親屬、家族的信息?？梢哉f(shuō)，掌握了你的基因就掌握了你家族的信息。這就是為什么基因數(shù)據(jù)保護(hù)如此重要！

據(jù)華大智造副總裁蔣慧介紹，現(xiàn)在基因測(cè)序的成本越來(lái)越低，以前做一個(gè)基因測(cè)序大概需要30億美金，而現(xiàn)在僅需要600美金，人類(lèi)基因組數(shù)據(jù)會(huì)越來(lái)越多。這就要求我們，在不斷產(chǎn)生大數(shù)據(jù)的同時(shí)，需要更多更好的措施來(lái)進(jìn)行隱私保護(hù)和安全共享。

數(shù)據(jù)保護(hù)的探索

為了實(shí)現(xiàn)隱私保護(hù)和安全共享要求，密碼學(xué)家們也是絞盡了腦汁，最終不負(fù)眾望練就了兩項(xiàng)“絕技”，一項(xiàng)是全同態(tài)加密，另一項(xiàng)是安全多方計(jì)算。

什么是全同態(tài)加密？要搞清這個(gè)概念，我們首先設(shè)想這樣一個(gè)場(chǎng)景：假如你有海量的數(shù)據(jù)，放在個(gè)人電腦上，這很占內(nèi)存；放在云端，又擔(dān)心不夠安全，害怕數(shù)據(jù)泄露出去，怎么辦呢？是的，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行加密儲(chǔ)存，這是一個(gè)好方法。

可問(wèn)題來(lái)了！如果你現(xiàn)在要把數(shù)據(jù)中“A”和“B”做運(yùn)算，比如做加法。通常來(lái)講，我們先把“A”和“B”的密文解密出來(lái)，進(jìn)行明文運(yùn)算。不過(guò)，這個(gè)過(guò)程既繁瑣，數(shù)據(jù)又容易泄露。

那怎么解決？全同態(tài)加密應(yīng)運(yùn)而生，即構(gòu)建一種明文與密文之間的關(guān)系，在加密情況下直接進(jìn)行運(yùn)算，得到一個(gè)密文結(jié)果，再把密文結(jié)果解密出來(lái)，這就是我們想要的結(jié)果。

聽(tīng)起來(lái)好像比較簡(jiǎn)單，但直到2009年理論上才有所突破，實(shí)際應(yīng)用起來(lái)的效率也不盡人意。而安全多方計(jì)算就要早一些，它在1982年提出。為了更好的說(shuō)明，我們先來(lái)看看生活中的兩個(gè)例子。

第一個(gè)例子：Alice認(rèn)為她得了某種遺傳疾病，想驗(yàn)證自己的想法。正好她知道Bob有一個(gè)關(guān)于疾病的DNA模型的數(shù)據(jù)庫(kù)。如果她把自己的DNA樣品寄給Bob，那么Bob可以給出她的DNA的診斷結(jié)果。但是Alice又不想別人知道，這是她的隱私。所以，她請(qǐng)求Bob幫忙診斷自己DNA的方式是不可行的。因?yàn)檫@樣Bob就知道了她的DNA及相關(guān)私人信息。

第二個(gè)例子：兩個(gè)金融組織計(jì)劃為了共同的利益決定互相合作一個(gè)項(xiàng)目。每個(gè)組織都想自己的需求獲得滿足。然而，他們的需求都是他們自己專(zhuān)有的數(shù)據(jù)，沒(méi)人愿意透露給其他方，甚至是“信任”的第三方。那么他們?nèi)绾卧诒Ｗo(hù)數(shù)據(jù)私密性的前提下合作項(xiàng)目呢？

遇到上面兩種情況你該怎么辦呢？安全多方計(jì)算就可以應(yīng)用到這樣的場(chǎng)景。同樣，我們來(lái)做這樣一個(gè)計(jì)算：一個(gè)房間里有X個(gè)人，每人都有一定的財(cái)富，現(xiàn)在我們想把所有人的財(cái)富加起來(lái)，得到一個(gè)總數(shù)。但是，我們誰(shuí)也不愿意泄露自己財(cái)富，哪怕是可“信任”的第三方。這個(gè)時(shí)候，我們可以做一個(gè)安全多方計(jì)算的協(xié)議，僅僅是個(gè)協(xié)議，無(wú)需加密，通過(guò)交互完成后得到最終的結(jié)果。不過(guò)，這并不是說(shuō)信息完全不會(huì)泄露，如果在場(chǎng)的有一個(gè)很有錢(qián)，而其他人的都可以忽略不計(jì)，那么可以根據(jù)最終結(jié)果大致知道這個(gè)人有多少財(cái)富。

當(dāng)然，選擇哪項(xiàng)技術(shù)，還有賴于具體的應(yīng)用場(chǎng)景。不過(guò)，目前這兩項(xiàng)計(jì)算都需要很高的成本。但是，兩項(xiàng)加密技術(shù)還在發(fā)展當(dāng)中，相信未來(lái)會(huì)有更多更好更廉價(jià)的技術(shù)出現(xiàn)，來(lái)保障我們的數(shù)據(jù)安全。（編輯/任偉）