[發明專利]基于Fabric的DNA序列安全存儲與共享方法

在審

• 申請號: 202010094960.4
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN113343249A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 吳振東;吳學光;張毅
• 申請（專利權）人: 中芯未來（北京）科技有限公司
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06F21/64;G06F16/23;G06F16/27;G06Q40/04;G16B30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請針對DNA序列的存儲與共享缺乏安全保障的問題，提出了基于Fabric的DNA序列安全存儲與共享方法，運用Fabric平臺的分布式存儲、不可篡改、可信任等特性實現DNA序列的安全存儲與共享，包括以下步驟：用戶在應用節點的Web界面輸入要存儲的DNA序列及關鍵詞后發起上傳DNA序列請求；應用節點調用Fabric中實現DNA序列上傳功能的鏈碼；Fabric平臺中的各個節點形成共識后往各自本地賬本中寫入DNA序列；用戶在應用節點的Web界面輸入被共享DNA序列的關鍵詞后發起查詢DNA序列請求；應用節點調用Fabric中實現DNA序列查詢功能的鏈碼；Fabric平臺返回查詢到的DNA序列給用戶。本申請為DNA相關生物信息領域的安全發展提供一種安全保障手段，同時也能促進相關生物研究單位之間的數據共享。

技術領域

本申請涉及一種基于Fabric的DNA序列安全存儲與共享方法，主要應用于生物信息領域中對DNA序列的安全存儲及共享。

背景技術

DNA合成與測序技術對于人類的健康生活提供了大量幫助，包括疾病的診斷、新藥物的研發等。如果某DNA序列是來自于人工合成，并且在一種高價值商業藥物中得到應用，則在存儲該DNA序列時需要重點對該DNA序列的商業價值進行保護；如果某DNA序列是來自于人體的血液并用于疾病的預測與診斷，則對該DNA序列的存儲需重點進行隱私保護。另外，不同單位聯合開展生物研究時，相互之間需要不斷地共享DNA序列，如何在網絡上安全地共享DNA序列對于研究成果的保護至關重要。本申請將重點針對DNA序列如何在線上安全存儲以及不同單位之間相互安全共享提供一種解決方法。

區塊鏈技術是一種以區塊為單位產生和存儲數據，并按時間順序連接形成鏈式結構，利用密碼算法保證數據無法篡改；不同參與計算節點之間通過分布式共識算法保證數據的一致性。區塊鏈主要分成公有鏈、聯盟鏈、私有鏈三種類型。聯盟鏈是某些組織或者機構相互組成的鏈，接入聯盟鏈需要獲得許可認證，需要預先指定其中的一些節點為記賬節點，區塊的生成需要所有記賬節點共同決定，聯盟鏈中的其他節點不具備記賬權。Fabric是聯盟鏈最主要的一種，只允許被授權加盟的計算節點參與數據維護，且節點之間相互認可，所有的數據都會被彼此發現和跟蹤，為用戶提供了一個可信的區塊鏈平臺，在版權保護、數字發票、供應鏈管理等場景中得到了成功應用，為數據的安全存儲與共享提供了高效的技術手段。

在DNA序列存儲手段中，傳統的中心化數據庫存儲方法存在著很大的安全問題，中心數據庫一旦被攻擊破壞，存在所有DNA序列丟失的嚴重風險。而且，在中心數據庫中存儲的DNA序列也存在著被竊取、惡意篡改等隱患。不同單位聯合開展生物研究時，通過線下快遞的方式共享DNA序列效率極低，嚴重影響研究進度，而在網絡上與其他單位共享DNA序列則存在著數據被黑客竊取，傳輸途中被篡改等重大安全隱患。本申請所提出的基于Fabric的DNA序列安全存儲與共享方法能夠有效地解決上述問題，為生物信息領域的發展提供一種安全保障手段，同時也能促進相關生物研究單位之間的DNA序列數據共享。

發明內容

本申請的目的在于提出一種基于Fabric的DNA序列安全存儲與共享方法，將DNA序列的存儲采用區塊鏈技術進行分布式存儲，避免了中心化數據庫存儲DNA序列存在的數據被破壞的風險。另外，在不同用戶之間共享DNA序列時也因為分布式存儲而更加高效。本申請包括基于Fabric實現將DNA序列安全存儲的步驟，以及基于Fabric實現某個用戶訪問其他用戶上傳的DNA序列的步驟。

為實現上述目的，本申請將不同單位的計算節點通過網絡構建成Fabric區塊鏈平臺，每個計算節點的地位平等，不存在中心節點。所述Fabric區塊鏈平臺一共包含4類節點：CA(Certificate Authority)節點、DNA序列存儲與共享應用節點、Orderer節點和Peer節點。這4類節點通過網絡進行連接。

所述CA節點為使用Fabric區塊鏈平臺的應用節點提供基于數字證書的身份信息，可以生成或取消應用節點的身份證書，應用節點在Fabric區塊鏈平臺上的所有操作都需要進行身份驗證。