对抗 Gattaca：全测序人类基因组的高效安全检测（完整版）

DNA 测序技术的最新进展使全测序人类基因组的普遍可及成为可能。每个人都能获得并存储自己的 DNA 序列的那一天已不再难以想象。全测序基因组的广泛且可负担的获取，立即在多个健康相关领域开辟了重要机遇。特别是，当今在体外进行的常见基因组应用和检测将很快通过数字化基因组在计算上进行。随着基因组赋能医学日益成为预防性和个性化医学，新的应用将被开发出来。然而，这一进展也引发了与基因组数据潜在丢失、盗窃或滥用相关的重大隐私挑战。在本文中，我们开始通过关注三个重要应用来解决基因组隐私问题：亲子鉴定、个性化医学和遗传相容性检测。在仔细分析这些应用及其隐私需求后，我们提出了一组基于私有集合运算的高效技术。这使我们能够以安全的方式在硅基（in silico）中实现一些目前通过体外（in vitro）方法进行的操作。实验结果表明，所提出的技术在当今既是可行的也是实用的。