[发明专利]基于Fabric的DNA序列安全存储与共享方法

说明书

本申请针对DNA序列的存储与共享缺乏安全保障的问题，提出了基于Fabric的DNA序列安全存储与共享方法，运用Fabric平台的分布式存储、不可篡改、可信任等特性实现DNA序列的安全存储与共享，包括以下步骤：用户在应用节点的Web界面输入要存储的DNA序列及关键词后发起上传DNA序列请求；应用节点调用Fabric中实现DNA序列上传功能的链码；Fabric平台中的各个节点形成共识后往各自本地账本中写入DNA序列；用户在应用节点的Web界面输入被共享DNA序列的关键词后发起查询DNA序列请求；应用节点调用Fabric中实现DNA序列查询功能的链码；Fabric平台返回查询到的DNA序列给用户。本申请为DNA相关生物信息领域的安全发展提供一种安全保障手段，同时也能促进相关生物研究单位之间的数据共享。

技术领域

本申请涉及一种基于Fabric的DNA序列安全存储与共享方法，主要应用于生物信息领域中对DNA序列的安全存储及共享。

背景技术

DNA合成与测序技术对于人类的健康生活提供了大量帮助，包括疾病的诊断、新药物的研发等。如果某DNA序列是来自于人工合成，并且在一种高价值商业药物中得到应用，则在存储该DNA序列时需要重点对该DNA序列的商业价值进行保护；如果某DNA序列是来自于人体的血液并用于疾病的预测与诊断，则对该DNA序列的存储需重点进行隐私保护。另外，不同单位联合开展生物研究时，相互之间需要不断地共享DNA序列，如何在网络上安全地共享DNA序列对于研究成果的保护至关重要。本申请将重点针对DNA序列如何在线上安全存储以及不同单位之间相互安全共享提供一种解决方法。

区块链技术是一种以区块为单位产生和存储数据，并按时间顺序连接形成链式结构，利用密码算法保证数据无法篡改；不同参与计算节点之间通过分布式共识算法保证数据的一致性。区块链主要分成公有链、联盟链、私有链三种类型。联盟链是某些组织或者机构相互组成的链，接入联盟链需要获得许可认证，需要预先指定其中的一些节点为记账节点，区块的生成需要所有记账节点共同决定，联盟链中的其他节点不具备记账权。Fabric是联盟链最主要的一种，只允许被授权加盟的计算节点参与数据维护，且节点之间相互认可，所有的数据都会被彼此发现和跟踪，为用户提供了一个可信的区块链平台，在版权保护、数字发票、供应链管理等场景中得到了成功应用，为数据的安全存储与共享提供了高效的技术手段。

在DNA序列存储手段中，传统的中心化数据库存储方法存在着很大的安全问题，中心数据库一旦被攻击破坏，存在所有DNA序列丢失的严重风险。而且，在中心数据库中存储的DNA序列也存在着被窃取、恶意篡改等隐患。不同单位联合开展生物研究时，通过线下快递的方式共享DNA序列效率极低，严重影响研究进度，而在网络上与其他单位共享DNA序列则存在着数据被黑客窃取，传输途中被篡改等重大安全隐患。本申请所提出的基于Fabric的DNA序列安全存储与共享方法能够有效地解决上述问题，为生物信息领域的发展提供一种安全保障手段，同时也能促进相关生物研究单位之间的DNA序列数据共享。

发明内容

本申请的目的在于提出一种基于Fabric的DNA序列安全存储与共享方法，将DNA序列的存储采用区块链技术进行分布式存储，避免了中心化数据库存储DNA序列存在的数据被破坏的风险。另外，在不同用户之间共享DNA序列时也因为分布式存储而更加高效。本申请包括基于Fabric实现将DNA序列安全存储的步骤，以及基于Fabric实现某个用户访问其他用户上传的DNA序列的步骤。

为实现上述目的，本申请将不同单位的计算节点通过网络构建成Fabric区块链平台，每个计算节点的地位平等，不存在中心节点。所述Fabric区块链平台一共包含4类节点：CA(Certificate Authority)节点、DNA序列存储与共享应用节点、Orderer节点和Peer节点。这4类节点通过网络进行连接。

所述CA节点为使用Fabric区块链平台的应用节点提供基于数字证书的身份信息，可以生成或取消应用节点的身份证书，应用节点在Fabric区块链平台上的所有操作都需要进行身份验证。