面向隐私保护法医学的生物特征信息基因组加密

DNA指纹识别是法医学中人类身份鉴定的基石，其中将个体的高度多态性短串联重复序列（STRs）与DNA数据库进行比对。由于恶意攻击者可能入侵数据库并获取数据进行二次用途的滥用，这对数据库中具有DNA图谱的个体构成了显著的隐私风险。本文提出一种新颖的密码学框架，用于将基于DNA的指纹（STRs）与其他生物特征数据（例如面部图像）联合加密，使得个体的STRs与生物特征信息仅在发现正向匹配时才被揭示，即STRs充当解密密钥。具体而言，当使用数据库中某个体的STR序列对加密数据库进行检索时，完全匹配会生成该个体的面部图像和/或其他生物特征，而不匹配则返回空结果。通过利用独特的STRs生成的密钥联合加密DNA指纹与其他生物特征，我们的方法确保了加密信息的完美隐私性，仅当记录的STRs与查询匹配时才解密该记录。这保护了同一数据库中其他个体的信息。所提出的方法也可用于安全认证个体或生物材料的身份，适用于法医学之外的场景，包括临床遗传学与细胞治疗中样本身份的追踪。