根据新的研究，下一代DNA测序（NGS）——同样的技术正在推动定制药物、癌症诊断、传染病追踪和基因研究的发展——可能成为黑客的主要目标。
一项发表在《IEEE Access》上的研究凸显了对这种强大测序工具的日益关注——如果没有安全保护——可能被利用来进行数据泄露、隐私侵犯，甚至未来的生物威胁。
该研究由朴茨茅斯大学计算机学院的纳斯琳·安乔姆博士领导，是对整个NGS工作流程中的网络生物安全威胁的首次全面研究。
NGS是现代生物技术的基石，使得快速且具有成本效益的DNA和RNA测序成为可能，支持癌症研究、药物开发、农业创新和法医学等重要进展。
NGS工作流程中的测序过程涉及一系列复杂的相互依赖的步骤——从样本制备和测序到数据分析和解释——每个步骤都涉及高度专业化的仪器、技术、软件和连接系统。
虽然这些步骤对于生成准确结果至关重要，但它们也打开了多个脆弱性点。由于许多DNA数据集在网上是公开可访问的，该研究警告网络犯罪分子可能会滥用这些信息进行监视、操纵或恶意实验。
安乔姆博士表示：“我们的工作是一个警钟。保护基因组数据不仅仅是加密——还要预见尚不存在的攻击。我们需要在如何保护精准医疗的未来方面进行范式转变。”
这项研究是与剑桥安格利亚鲁斯金大学计算机科学系、格洛斯特大学网络安全与计算系、纳尔贾大学计算机科学与新兴研究实验室以及沙希德本纳齐尔·布托女性大学微生物学系的同事合作进行的。
沙希德本纳齐尔·布托女性大学的微生物学家及共同作者马赫林·乌尔·哈桑博士表示：“基因组数据是我们拥有的最个人化的数据形式之一。如果被破坏，其后果远远超出典型的数据泄露。”
研究团队识别出了黑客和那些怀有恶意意图的人可能利用的新的和新兴的方法，例如合成DNA编码恶意软件、人工智能驱动的基因组数据操纵，以及通过重新识别技术进行身份追踪。这些威胁超出了典型的数据泄露，给个人隐私、科学诚信和国家安全带来了风险。
安乔姆博士补充道：“尽管其重要性，网络生物安全仍然是最被忽视和理解不够的研究学科之一，留下了全球生物安全的一个关键缺口。为了确保我们的DNA信息保持安全并仅用于良好的目的，我们呼吁进行更多研究和合作，以找到保护这种强大技术的安全方法。
“政府、监管机构、资助机构和学术机构必须优先考虑这一领域，并在为时已晚之前投资于专门的研究、教育和政策发展。
“如果没有协调行动，基因组数据可能会被用于监视、歧视，甚至生物恐怖主义。目前的保护措施是零散的，并且不同学科之间缺乏重要的合作。成功预防的关键在于计算机科学家、生物信息学家、生物技术专家和安全专业人士之间的跨学科合作——这些群体通常很少合作，但必须协调一致。
“我们的研究为改善生物安全奠定了基础，提供了一个完整、清晰的整个下一代测序过程中的所有可能威胁的清单。”
论文还建议了一些实用解决方案，包括安全测序协议、加密存储和基于人工智能的异常检测，为更强大的网络生物安全奠定基础。
该研究由英国文化协会的英沙挑战基金和朴茨茅斯大学的与质量相关的研究资助支持。
