基因數(shù)據(jù)如何保護？

基因數(shù)據(jù)越來越多

世界上沒有兩片完全相同的葉子，也沒有兩個完全相同的人，而背后基因是關鍵。簡單來講，基因數(shù)據(jù)有幾個特點：一是基因數(shù)據(jù)不可篡改。基因數(shù)據(jù)從出生就決定了一部分來自于母親，一部分來自于父親，不會簡單地隨著時間的變化而變化。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，同時代表了你的親屬、家族的信息。可以說，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)保護如此重要！

據(jù)華大智造副總裁蔣慧介紹，現(xiàn)在基因測序的成本越來越低，以前做一個基因測序大概需要30億美金，而現(xiàn)在僅需要600美金，人類基因組數(shù)據(jù)會越來越多。這就要求我們，在不斷產生大數(shù)據(jù)的同時，需要更多更好的措施來進行隱私保護和安全共享。

數(shù)據(jù)保護的探索

為了實現(xiàn)隱私保護和安全共享要求，密碼學家們也是絞盡了腦汁，最終不負眾望練就了兩項“絕技”，一項是全同態(tài)加密，另一項是安全多方計算。

什么是全同態(tài)加密？要搞清這個概念，我們首先設想這樣一個場景：假如你有海量的數(shù)據(jù)，放在個人電腦上，這很占內存；放在云端，又擔心不夠安全，害怕數(shù)據(jù)泄露出去，怎么辦呢？是的，對這些數(shù)據(jù)進行加密儲存，這是一個好方法。

可問題來了！如果你現(xiàn)在要把數(shù)據(jù)中“A”和“B”做運算，比如做加法。通常來講，我們先把“A”和“B”的密文解密出來，進行明文運算。不過，這個過程既繁瑣，數(shù)據(jù)又容易泄露。

那怎么解決？全同態(tài)加密應運而生，即構建一種明文與密文之間的關系，在加密情況下直接進行運算，得到一個密文結果，再把密文結果解密出來，這就是我們想要的結果。

聽起來好像比較簡單，但直到2009年理論上才有所突破，實際應用起來的效率也不盡人意。而安全多方計算就要早一些，它在1982年提出。為了更好的說明，我們先來看看生活中的兩個例子。

第一個例子：Alice認為她得了某種遺傳疾病，想驗證自己的想法。正好她知道Bob有一個關于疾病的DNA模型的數(shù)據(jù)庫。如果她把自己的DNA樣品寄給Bob，那么Bob可以給出她的DNA的診斷結果。但是Alice又不想別人知道，這是她的隱私。所以，她請求Bob幫忙診斷自己DNA的方式是不可行的。因為這樣Bob就知道了她的DNA及相關私人信息。

第二個例子：兩個金融組織計劃為了共同的利益決定互相合作一個項目。每個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有的數(shù)據(jù)，沒人愿意透露給其他方，甚至是“信任”的第三方。那么他們如何在保護數(shù)據(jù)私密性的前提下合作項目呢？

遇到上面兩種情況你該怎么辦呢？安全多方計算就可以應用到這樣的場景。同樣，我們來做這樣一個計算：一個房間里有X個人，每人都有一定的財富，現(xiàn)在我們想把所有人的財富加起來，得到一個總數(shù)。但是，我們誰也不愿意泄露自己財富，哪怕是可“信任”的第三方。這個時候，我們可以做一個安全多方計算的協(xié)議，僅僅是個協(xié)議，無需加密，通過交互完成后得到最終的結果。不過，這并不是說信息完全不會泄露，如果在場的有一個很有錢，而其他人的都可以忽略不計，那么可以根據(jù)最終結果大致知道這個人有多少財富。

當然，選擇哪項技術，還有賴于具體的應用場景。不過，目前這兩項計算都需要很高的成本。但是，兩項加密技術還在發(fā)展當中，相信未來會有更多更好更廉價的技術出現(xiàn)，來保障我們的數(shù)據(jù)安全。（編輯/任偉）