基于区块链的个人基因数据共享平台研究

发布时间：2021-04-23 11:26

　　传统的基因数据共享模式是以基因组学公司为中心,用户需要向基因组学公司支付一定的费用并提供DNA样本,基因组学公司对DNA样本进行检测之后会得到基因数据以及一份基因分析报告,用户仅获得基因分析报告,而基因组学公司拥有基因数据的所有权并且可以将用户基因数据出售给研究机构,这种中间商模式会导致基因数据价格制定不合理,同时在基因数据共享过程中存在个人隐私泄露的风险,这是大多数人抵触基因测序的重要原因,严重阻碍了基因组学的发展。区块链技术可以有效地解决基因数据共享过程中存在的问题,原因在于区块链本身具备的去中心化、数据不可篡改等特性。通过区块链与云存储相结合的方法存储基因数据,能够保证基因数据的安全存储,并通过压缩算法对基因数据进行压缩,可以实现高效的基因数据传输与存储;利用区块链中的智能合约机制,确保交易可追踪、抗否认与不可逆转;最后应用代理重加密技术实现基因数据访问授权,该方法既能保护数据所有者的隐私,又能实现数据共享访问授权。本文通过Hyperledger Fabric搭建区块链系统,并在其上实现了用户登录、基因数据存储、基因数据交易以及基因数据访问授权等功能模块,最终构建了一个基于区块链... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景及意义
    1.3 基因数据共享研究现状分析
        1.3.1 传统基因数据共享方案
        1.3.2 基于区块链的基因数据共享方案
        1.3.3 基因数据共享方案对比
    1.4 研究内容和目标
    1.5 论文组织结构
第2章 相关技术概述
    2.1 区块链技术
        2.1.1 区块链技术分析
        2.1.2 Hyperledger Fabric平台分析
    2.2 云存储技术
        2.2.1 云存储技术分析
        2.2.2 Hadoop分布式文件系统分析
    2.3 本章小结
第3章 基因数据共享系统设计
    3.1 系统架构设计
        3.1.1 基因数据共享应用场景
        3.1.2 系统架构设计及功能模块划分
        3.1.3 基于Fabric搭建区块链网络
        3.1.4 区块链系统性能分析
    3.2 用户登录模块
    3.3 基因数据存储模块
    3.4 基因数据交易模块
        3.4.1 基因数据检索
        3.4.2 数据使用者发起交易请求
        3.4.3 数据所有者处理交易请求
    3.5 基因数据访问模块
    3.6 本章小结
第4章 基因数据存储与传输
    4.1 基因数据压缩
        4.1.1 基因文件预处理
        4.1.2 基因描述信息压缩
        4.1.3 碱基序列压缩
        4.1.4 测序质量分数压缩
        4.1.5 基因文件解压
        4.1.6 基因数据压缩算法性能分析
    4.2 基因数据存储
        4.2.1 云存储系统搭建
        4.2.2 基因文件断点续传
        4.2.3 基因描述信息入链
    4.3 本章小节
第5章 基因数据交易及访问授权
    5.1 基因数据交易
        5.1.1 基因数据检索
        5.1.2 个人钱包
        5.1.3 基因数据交易流程
    5.2 基因数据访问授权
        5.2.1 生成非对称密钥
        5.2.2 明文加密
        5.2.3 重加密算法
        5.2.4 密文解密
        5.2.5 代理重加密方案测试与分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hyperledger Fabric的生物数据安全管理[J]. 周博轩,满毅,刘宁宁,张奕欣,张翀.  网络空间安全. 2019(04)
[2]高通量DNA测序数据的多任务并行压缩算法[J]. 何娜,李家辉,王婷,罗海飚.  计算机应用研究. 2015(07)



本文编号：3155241