जीन अनुक्रमों को सुरक्षित रूप से साझा करने और पूछताछ करने के लिए एक क्रिप्टोग्राफिक दृष्टिकोण

बड़े पैमाने पर जैव चिकित्सा अनुसंधान परियोजनाओं का समर्थन करने के लिए, संगठनों को उनके डेटा विषयों की गोपनीयता का उल्लंघन किए बिना व्यक्ति-विशिष्ट जीन अनुक्रम साझा करने की आवश्यकता है। अतीत में, संगठनों ने पहचानकर्ताओं, जैसे नाम और सामाजिक सुरक्षा संख्या को हटाकर विषयों की पहचान की रक्षा की; हालाँकि, हालिया जांच यह दर्शाती है कि गैर-पहचाने गए जीन डेटा को सरल स्वचालित विधियों का उपयोग करके नामित व्यक्तियों के लिए "पुनः पहचानित" किया जा सकता है। इस पेपर में, हम एक अभिनव क्रिप्टोग्राफिक ढांचा प्रस्तुत करते हैं जो संगठनों को कच्चे जीन अनुक्रमों का खुलासा किए बिना जीन डेटा खनन का समर्थन करने में सक्षम बनाता है। संगठन एक केंद्रीकृत भंडार में एन्क्रिप्टेड जीन अनुक्रम रिकॉर्ड योगदान करते हैं, जहाँ प्रशासक डेटा को डिक्रिप्ट किए बिना पूछताछ कर सकता है, जैसे कि आवृत्ति गणनाएँ। हम अपनी रूपरेखा की दक्षता का मूल्यांकन मौजूदा एकल न्यूक्लियोटाइड पॉलीमॉर्फिज्म (SNP) अनुक्रमों के डेटाबेस के साथ करते हैं और दिखाते हैं कि गणना पूछताछ को पूरा करने के लिए आवश्यक समय वास्तविक विश्व अनुप्रयोगों के लिए व्यवहार्य है। उदाहरण के लिए, हमारे प्रयोगों से संकेत मिलता है कि 5000 रिकॉर्ड के डेटाबेस में 40 SNP पर एक गणना पूछताछ लगभग 30 मिनट में बिना किसी विशेष तकनीक के पूरी की जा सकती है। हम यह भी दिखाते हैं कि सटीकता में न्यूनतम हानि के साथ पूछताछ निष्पादन समय को महत्वपूर्ण रूप से तेज करने के लिए अनुमान रणनीतियों को लागू किया जा सकता है। यह ढांचा जैव चिकित्सा परिवेश में मौजूदा सूचना और नेटवर्क प्रौद्योगिकियों के ऊपर लागू किया जा सकता है।