Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Анализ зашифрованных геномов

Математики превратили геном в гомоморфную криптосистему

Криптологи компании Microsoft разработали алгоритм шифрования последовательностей ДНК, который позволяет анализировать их традиционными биоинформатическими методами и при этом не дает скомпрометировать обладателя генома. Технология была представлена на конференции Американского научного общества AAAS, кратко о ней пишет Science (How to Hide Your Genome).

Технология превращает последовательность ДНК в гомоморфную криптосистему. Суть такой системы заключается в том, что пользователь может манипулировать данными, не расшифровывая их. При этом результат манипуляции после расшифровки окажется таким же, как если бы манипуляции проводились с незакодированной информацией.

Впервые подобная система была представлена в 2009 году компанией IBM. Она построена на базе математических решеток – решеткой в n-мерном векторном пространстве называется множество линейных комбинаций с целочисленными коэффициентами векторов из фиксированного базиса. Для нужд криптографии используются задачи нахождения вектора минимальной длины по заданному базису и задачи нахождения вектора решетки, ближайшего к некоторому произвольному вектору в пространстве. Эти задачи сложно решить, однако, проверить уже имеющееся решение достаточно просто. Такая односторонняя сложность обеспечивает криптографическую устойчивость алгоритмов.


Двумерная решетка и векторы в ней с двумя базисами
Изображение: Oded Regev/Daniele Micciancio

Работа с гомоморфно-закодированной информацией требует гораздо бОльших вычислительных мощностей, чем манипуляции с открытыми последовательностями. Поэтому, чтобы сделать систему практически применимой, ученым пришлось изменить чисто гомоморфный алгоритм и пожертвовать гибкостью вычислений в пользу их скорости. В качестве примера применимости, авторы утверждают, что им удалось с помощью обычного персонального компьютера рассчитать риск инфаркта на основе генетической информации пациента всего за 0,2 секунды. Впрочем, характер использованной генетической информации в сообщении Science не уточнен.

Сейчас в массовых генетических исследованиях используются анонимные, но открытые последовательности ДНК. В начале 2013 года Янив Эрлих (Yaniv Erlich) из Биомедицинского института Уайтхеда в Кембридже показал, что на основе открытых генетических данных можно установить личности людей, которым она принадлежит. Следует отметить, что это стало возможным из-за того, что данные о гаплотипе, а также о происхождении, возрасте и месте жизни тех, кого удалось деанонимизировать Эрлиху, были официально публично доступны.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
17.02.2014

Читать статьи по темам:

база данных биоинформатика компьютеры секвенирование генома Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Геном в формате mp3

Математики из MTI предложили новый способ хранения и обработки данных о последовательностях ДНК. Он должен помочь справиться с наплывом данных от все большего числа прочитанных геномов.

читать

Систему менять надо!

Новые исследования, особенно в геномике, поставляют огромный объем информации, который не могут обработать современные базы данных. Поэтому необходимо задуматься о создании принципиально новой глобальной информационной системы.

читать

Еще раз к вопросу о биохакерах

Группа биологов из Института биомедицинских исследований Уайтхэд в Кэмбридже (США) убедительно продемонстрировала, что личность анонимных добровольцев можно легко вычислить при помощи публично доступных данных в Интернете.

читать

Облачная биоинформатика для «-омиков»

На вопросы где хранить, как хранить и как обеспечить доступ к данным, которые получает протеомика, геномика, микробиомика и прочие так называемые «-омики» позволяют ответить биоинформационные облачные технологии.

читать

Проект «Индивидуальный геном» приглашает добровольцев

Организаторы Personal Genome Project предлагают всем желающим разместить информацию об их геномах и медицинских данных в открытом доступе.

читать