[發明專利]基于隱私保護的基因相似度計算方法及基因信息獲取方法

有效

• 申請號: 202010312340.3
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111540409B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 汪潔;張由甲
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G16B30/10
• 分類號: G16B30/10;G16B50/40;G16H50/70
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

1.一種基于隱私保護的基因相似度計算方法，包括如下步驟：

S1.數據庫端和用戶端分別進行初始化；

S2.用戶端對用戶基因序列進行字符填充；數據庫端對數據庫存儲的存儲基因序列進行字符填充；

S3.用戶端對用戶基因序列進行移動劃分，從而得到用戶基因移動序列；

S4.數據庫端對存儲基因序列進行若干次移動劃分，從而得到存儲基因移動序列；具體為數據庫端對存儲基因序列S進行b次移動劃分，從而得到存儲基因移動序列其中b為劃分窗口值；具體為采用如下步驟進行劃分：

A.初始化序列參數n＝1；

B.初始化循環參數t＝1；

C.將劃分窗口移動到距離序列S_n首字符t-1的位置；

D.移動劃分序列S_n得到其中的元素個數為l，且l≤b；S_n的元素個數為L，且滿足b為劃分窗口值；

E.根據步驟C的結果，得到序列

F.將循環參數t增加1，并重復步驟C～步驟E，直至循環參數t等于b；其中b為劃分窗口值；

F.將序列參數n增加1，并重復步驟B～步驟F，直至序列參數n等于k；其中k為存儲基因序列的元素個數；

S5.用戶端將步驟S3得到的用戶基因移動序列中每一個塊編碼為向量，得到用戶基因移動序列向量；同時數據庫端將步驟S4得到的存儲基因移動序列中的每一個塊編碼為一個向量，得到存儲基因移動序列向量；

S6.用戶端對用戶基因移動序列向量加密，并將加密后的用戶基因移動序列向量和設定閾值發送給數據庫端；

S7.數據庫端對接收的步驟S6發送的數據進行解密，并計算用戶基因移動序列向量與存儲基因移動序列向量之間的序列相似度，從而得到最終的基因相似度計算結果。

2.根據權利要求1所述的基于隱私保護的基因相似度計算方法，其特征在于步驟S1所述的數據庫端和用戶端分別進行初始化，具體為數據庫端初始化劃分窗口值b；用戶端初始化公鑰pk和私鑰sk。

3.根據權利要求2所述的基于隱私保護的基因相似度計算方法，其特征在于步驟S2所述的用戶端對用戶基因序列進行字符填充；數據庫端對數據庫存儲的存儲基因序列進行字符填充，具體為用戶端對用戶基因序列Q進行字符填充，數據庫端對數據庫存儲的存儲基因序列S進行字符填充，且填充字符的個數均為為向上取整函數；b為劃分窗口值。

4.根據權利要求3所述的基于隱私保護的基因相似度計算方法，其特征在于步驟S3所述的用戶端對用戶基因序列進行移動劃分，從而得到用戶基因移動序列，具體為用戶端對用戶基因序列Q進行一次移動劃分，從而得到用戶基因移動序列

5.根據權利要求4所述的基于隱私保護的基因相似度計算方法，其特征在于步驟S5所述的用戶端將步驟S3得到的用戶基因移動序列中每一個塊編碼為向量，得到用戶基因移動序列向量；同時數據庫端將步驟S4得到的存儲基因移動序列中的每一個塊編碼為一個向量，得到存儲基因移動序列向量，具體為采用如下步驟得到用戶基因移動序列向量和存儲基因移動序列向量：

a.設定集合M＝{m₁,m₂,...,m_L}，且滿足用戶基因移動序列和其中為序列中的元素，且i∈[1,k]，t＝1,2,...,b；

b.采用如下規則，用戶端構建得到用戶基因移動序列向量數據庫端構建得到存儲基因移動序列向量

其中b為劃分窗口值。

6.根據權利要求5所述的基于隱私保護的基因相似度計算方法，其特征在于步驟S6所述的用戶端對用戶基因移動序列向量加密，具體為用戶端采用公鑰，利用同態加密算法對用戶基因移動序列向量進行加密。