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GEMstone:利用同态加密技术实现基因组数据库的安全查询(SIG-DB)

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简介:
GEMstone是一款基于同态加密技术的安全查询系统,旨在保障基因组数据库在查询过程中的数据隐私与安全,实现了高效、实用的数据保护方案。 SIG-DB是一种算法,它利用同态加密技术和位置敏感哈希来搜索私有基因组数据库。该算法主要通过Paillier系统使用部分同态加密,并且完全同态的版本则采用了Microsoft Research开发的SEAL加密库的一个Python包装版本进行实现。相关的代码被托管在一个名为的Python笔记本中,其中包含两个执行PHE和FHE版本算法的代码块以及相应的类定义。 随着我们不断探索利用大规模信息来深化对遗传信息与生物学功能之间关系的理解的方法,基因组数据变得越来越重要且有价值。合成生物学的进步及测序成本下降导致私人持有的基因组数据数量增加。鉴于此,私有基因组数据的数量和价值都在增长,因此对于安全存储和处理这些敏感的数据的需求也在不断上升。 我们提出了一种用于保护此类数据库的安全方法,并建议有兴趣的读者查阅我们的arXiv手稿以获取更多关于实现细节的信息。

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客服
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  • GEMstone(SIG-DB)
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    GEMstone是一款基于同态加密技术的安全查询系统,旨在保障基因组数据库在查询过程中的数据隐私与安全,实现了高效、实用的数据保护方案。 SIG-DB是一种算法,它利用同态加密技术和位置敏感哈希来搜索私有基因组数据库。该算法主要通过Paillier系统使用部分同态加密,并且完全同态的版本则采用了Microsoft Research开发的SEAL加密库的一个Python包装版本进行实现。相关的代码被托管在一个名为的Python笔记本中,其中包含两个执行PHE和FHE版本算法的代码块以及相应的类定义。 随着我们不断探索利用大规模信息来深化对遗传信息与生物学功能之间关系的理解的方法,基因组数据变得越来越重要且有价值。合成生物学的进步及测序成本下降导致私人持有的基因组数据数量增加。鉴于此,私有基因组数据的数量和价值都在增长,因此对于安全存储和处理这些敏感的数据的需求也在不断上升。 我们提出了一种用于保护此类数据库的安全方法,并建议有兴趣的读者查阅我们的arXiv手稿以获取更多关于实现细节的信息。
  • 于Servlet
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    本项目利用Servlet技术实现了高效、安全的数据库查询功能。通过优化SQL语句和参数化查询,有效防止SQL注入攻击,提供稳定的数据访问服务。 使用SERVLET技术实现数据库查询的项目示例包括Spring MVC框架、MySQL数据库支持以及后台分页功能。该项目还集成了富文本编辑器、附件上传、文件上传等功能,并且配备了时间选择器等组件,保证可以运行并附带导入视频教程。
  • 于SERVLET
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    本项目采用SERVLET技术构建,实现了高效、安全的数据查询功能。通过优化SQL语句和连接池管理,提升了应用性能与稳定性,为用户提供流畅的服务体验。 Servlet技术在Java Web开发领域扮演着重要角色,主要用于构建动态Web应用。它作为HTTP服务器与Java代码之间的桥梁,使服务器能够处理客户端请求并返回响应。本教程将详细介绍如何使用Servlet技术来执行数据库查询。 理解Servlet的生命周期是必要的步骤之一:当第一个请求到达时,而不是在服务器启动时自动加载,Servlet开始其初始化过程,并经历实例化、初始化、服务和销毁四个阶段。为了连接到数据库,在Servlet的初始化过程中需要加载JDBC驱动并建立连接。通常使用`java.sql.DriverManager`类来注册和配置数据库。 例如,对于MySQL数据库,可以这样设置: ```java import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; import java.sql.SQLException; public class DatabaseConnection { public static Connection getConnection() { String url = jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase; String username = root; String password = password; try { Class.forName(com.mysql.cj.jdbc.Driver); return DriverManager.getConnection(url, username, password); } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) { throw new RuntimeException(Failed to connect to database, e); } } } ``` 接下来,我们需要在Servlet中编写方法来执行SQL查询。这通常是在`doGet`或`doPost`方法内完成的。以下是展示如何从数据库获取数据并返回结果的一个简单例子: ```java @WebServlet(/QueryServlet) public class QueryServlet extends HttpServlet { @Override protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { Connection conn = null; Statement stmt = null; ResultSet rs = null; try { conn = DatabaseConnection.getConnection(); stmt = conn.createStatement(); String query = SELECT * FROM mytable; rs = stmt.executeQuery(query); while (rs.next()) { String column1 = rs.getString(column1); int column2 = rs.getInt(column2); // 处理查询结果 } } catch (SQLException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (rs != null) { rs.close(); } if (stmt != null) { stmt.close(); } if (conn != null) { conn.close(); } } } } ``` 在这个例子中,我们首先获取数据库连接,然后创建一个`Statement`对象用于执行SQL语句。查询的语句是SELECT * FROM mytable,这将返回表mytable中的所有记录。使用ResultSet对象存储查询结果,并通过遍历它来访问每一行的数据。 为了使功能更健壮和安全,可以考虑使用PreparedStatement防止SQL注入问题,并且利用连接池技术(如Apache的DBCP或C3P0)管理数据库连接以提升性能和资源利用率。此外,为了让用户能够看到查询的结果,我们可以将数据转换为JSON格式并通过HTTP响应返回给客户端。 例如,借助Jackson库可以把结果集转化为JSON: ```java import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper; // ... ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); String jsonResult = mapper.writeValueAsString(rs); response.setContentType(application/json); response.getWriter().write(jsonResult); ``` 使用Servlet实现数据库查询涉及连接到数据库、创建SQL语句、执行查询、处理结果集以及关闭资源等步骤。这要求对Servlet技术,JDBC和数据库操作有深入理解。通过不断的实践与优化可以构建出高效且可靠的Web应用。
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  • HElib方案
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    HElib是一款实现全同态加密(FHE)技术的开源软件库,允许在密文上进行复杂的计算操作而不先解密数据,保障了数据的高度隐私和安全。 这是IBM用C++编写的全同态加密库HElib,支持加、减、乘的全同态加密操作。有了这些基本操作,我们可以实现各种形式的计算,并将全同态加密技术应用于各个行业的安全领域。