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隐私保护的协作基因组研究:实际部署与愿景

密码学与安全 2024-07-15 v1

摘要

数据革命为健康领域带来了巨大的潜力。来自个体的大量数据将被转化为知识、AI 模型、预测系统和最佳实践。基因组领域将受益最大。AI、机器学习和数据科学的进展为基因组研究带来了新的机遇,为 personalized medicine(个性化医疗)的突破性进展指明了方向。然而,日益增长的隐私和网络安全意识 necessitates 强健的解决方案来保护协作研究中的敏感数据。本文介绍了一种针对基因组研究的隐私保护框架的实际部署方案,该框架与 Lynx..MD 合作开发,后者是一个面向健康数据协作的安全平台。该框架解决了数据泄露相关的关键网络安全和隐私挑战,使隐私保护的共享和分析基因组数据成为可能。通过集成先进的隐私保护算法,该解决方案在确保保护个体隐私的同时,保持数据实用性。系统的一个独特特性是能够在数据共享与隐私之间进行权衡,为利益相关者提供量化隐私风险的工具,使其能够做出明智的决策。在 Lynx..MD 上实现该框架涉及将基因组数据编码为二进制格式并通过受控扰动技术施加噪声。这种方法保留了数据的关键统计属性,便于有效的研究和分析。此外,系统集成了实时数据监控和高级可视化工具,提升了用户体验和决策能力。本文强调了针对基因组数据的特定隐私攻击和防御的必要性。解决这些挑战将促进基因组研究的合作,推动个性化医疗和公共卫生的进步。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.09004,
  title  = {Privacy-Preserving Collaborative Genomic Research: A Real-Life Deployment and Vision},
  author = {Zahra Rahmani and Nahal Shahini and Nadav Gat and Zebin Yun and Yuzhou Jiang and Ofir Farchy and Yaniv Harel and Vipin Chaudhary and Mahmood Sharif and Erman Ayday},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.09004},
  year   = {2024}
}

备注

The first two authors contributed equally to this work. Due to the limitation "The abstract field cannot be longer than 1,920 characters", the abstract here is shorter than that in the PDF file