JP6875498B2 - 生体データ提供方法、生体データ暗号化方法および生体データ処理装置 - Google Patents

Description

以下に説明する技術は、生体データを提供する技法に関する。特に、以下に説明する技術は、生体データを動的に暗号化して提供する技法に関する。

２０００年代初めにヒト遺伝体配列の解読が完了した後に個人の遺伝変異を研究する技法が急速に発展してきた。例えば、一塩基多型（ＳＮＰ，Ｓｉｎｇｌｅ Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）は、大容量で分析できる技術の発展に伴い、安い費用で短い時間に数十万個の遺伝変異を決定することができるようになった。ＮＧＳ（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ）技術を利用して数十万個のＳＮＰを導き出し、これらのうち統計的に表現型と有意に関連がある遺伝変異を探す研究分野をゲノムワイド相関解析（Ｇｅｎｏｍｅ−Ｗｉｄｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｔｕｄｙ，ＧＷＡＳ）という。

個人の表現型と遺伝変異情報は、個人情報に該当する。したがって、ＧＷＡＳを含む多様な遺伝子分析分野において個人表現型と遺伝体情報のセキュリティー性の確保は、重要なイシューである。現在大量の個人表現型と遺伝体情報が多数の研究者に共有されることによって、第三者に露出される可能性が高い。

以下に説明する技術は、個人の遺伝体情報および表現型情報を第三者に露出させず、特定の研究者にのみ提供する技法を提案しようとする。以下に説明する技術は、暗号化されたデータ形態で遺伝体分析が可能な技法を提案しようとする。

生体データ提供方法は、データ処理装置が生体データプール（ｐｏｏｌ）から選択された生体データセットを獲得する段階と、前記データ処理装置が前記生体データセットに含まれた生体データに対する暗号化を行う段階と、前記データ処理装置が暗号化された生体データをユーザに伝達する段階と、前記データ処理装置が前記ユーザから前記暗号化された生体データに対する分析結果を受信する段階と、前記データ処理装置が前記分析結果に含まれた暗号化された生体データに関する情報を前記ユーザに伝達する段階とを含む。前記データ処理装置は、前記生体データセットを構成する生体データの組合せによって決定されるキー（ｋｅｙ）を利用して前記生体データを暗号化する。

生体データ暗号化方法は、データ処理装置が生体データプールを受信する段階と、前記データ処理装置が分類情報によって前記生体データプールから生体データセットを選択する段階と、前記データ処理装置が前記生体データセットに含まれた個別生体データを暗号化する段階とを含む。前記暗号化は、前記生体データセットを構成する生体データの組合せによって決定されるキーを利用して行われる。

生体データ処理装置は、生体データセットに含まれた生体データを暗号化するプログラムおよび生体データプールを保存する保存装置と、分類情報によって前記生体データプールから前記生体データセットを選択し、前記プログラムを利用して選択した前記生体データセットに含まれた個別生体データを暗号化する演算装置とを含む。前記暗号化は、前記生体データセットを構成する生体データの組合せによって決定されるキーを利用して行われる。

以下に説明する技術は、個人表現型と遺伝体情報のうち重要な情報を暗号化して研究者に提供し、第三者が提供されたデータを確保しても個人情報が露出され難い。以下に説明する技術は、研究者が暗号化されたデータ形態でデータ分析が可能であり、分析結果のうち核心的な原本データだけを研究者に提供して個人情報の露出を最小化する。以下に説明する技術は、大量の原本生体データをサイズが小さいデータに変換して、データ管理および伝送に有利である。

生体データを処理する過程に対する例である。 生体データを処理する過程に対する他の例である。 生体データを処理するシステムに対する例である。 生体データ処理システムの動作に対する例である。 生体データおよび暗号化されたデータに対する例である。 ハッシュキーを決定する過程に対する例である。 生体データ処理装置の構成を示す例である。 生体データを処理するシステムに対する他の例である。

以下、説明において使用される用語について説明する。
試料（ｓａｍｐｌｅ）は、分析対象になる個体から採取した単一細胞または多重細胞、細胞断片、体液などを意味する。

個体（ｓｕｂｊｅｃｔ）は、細胞、組織または有機体を含む。個体は、基本的にヒトを対象とするが、これに限定されない。個体は、動物、植物、微生物などを含むことができる。

遺伝体データないし遺伝体情報は、特定個体の試料から得られた遺伝情報を意味する。例えば、遺伝体データは、細胞、組織などからデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、リボ核酸（ＲＮＡ）、またはタンパク質（Ｐｒｏｔｅｉｎ）などから得られた塩基配列、遺伝子発現データ、標準遺伝体データとの遺伝変異、ＤＮＡメチル化（ｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ）などを含むことができる。一般的に、遺伝体データは、特定の試料を分析して得られた配列情報を含む。遺伝体データは、一般的にデジタルデータで表現される。ＮＧＳ分析装置を用いて得られた配列データなどがこれに該当する。

表現型（ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ）データないし表現型情報は、本来生命体の表面に現れる発現形質を意味する。表現型データは、細胞／組織／個体の外部発現形質を意味する。例えば、個人（ヒト）の場合、表現型データは、身長、体重のような測定値、性別、人種、疾患の有無、健康状態（疾患）に対するアンケート調査値などを含むことができる。

ひいては、表現型データは、個人の健康状態を判断できるデータを含むことができる。例えば、表現型データは、電子医療記録（ＥＭＲ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｒｅｃｏｒｄ）のような医療データを含むことができる。医療データは、医療装備を利用した検査結果（臨床情報）または医療スタッフによる診断結果などを含むことができる。例えば、医療データは、医療装備により獲得された映像データなどを含むことができる。また、医療データは、ヘルスケアデバイスが測定した生体信号データを含むことができる。また、医療データは、ＩｏＴデバイスが測定した生活習慣データ（活動パターン、運動量など）を含むこともできる。

生体データ（ｂｉｏ ｄａｔａ）は、前述した遺伝体データ、表現型データ、バイオメトリックデータおよび医療データを包括する意味として使用する。生体データは、遺伝体データ、表現型データおよび医療データのうち少なくとも一つのデータ類型を含むことができる。

試料（ｓａｍｐｌｅ）提供者は、遺伝体データ分析のための試料を提供する主体である。例えば、試料提供者は、個人または医療機関でありうる。または、試料提供者は、試料を分析するための研究機関や分析企業でありうる。

生体データ提供者は、試料を分析して遺伝体データのような生体データを生産する主体である。例えば、生体データ提供者は、ＮＧＳ（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ）に基づく遺伝体データを生産することができる。生体データ提供者は、遺伝体データと表現型データを結合して生体データを生産することもできる。

生体データユーザは、生体データを使用する主体である。生体データユーザは、生体データを使用して分析を行う主体である。例えば、生体データユーザは、医療機関、分析企業などでありうる。生体データユーザは、ＧＷＡＳに基づく分析を行うこともできる。

サービス提供者は、生体データを一定に処理する主体である。サービス提供者は、生体データを分析する主体ではなく、生体データを一定に処理して生体データユーザに提供する主体である。生体データ処理は、生体データ暗号化、生体データ前処理、生体データ後処理などを含むことができる。例えば、サービス提供者は、生体データの全体または一部を暗号化して生体データユーザに提供することができる。また、サービス提供者は、暗号化された生体データを一定のフォーマットに変換して生体データユーザに提供することができる。サービス提供者は、生体データを一定に処理／加工／暗号化するサービスを提供する主体である。

場合によって、サービス提供者が生体データ生産をすることもできる。この場合、サービス提供者は、自分が生産した生体データを一定に処理するサービスまで行う。以下、サービス提供者が提供する生体データサービスを中心に説明する。

図１は、生体データを処理する過程に対する例である。時間の流れによって説明する。図１は、試料提供者５、サービス提供者１０および生体データユーザ２０を示す。サービス提供者１０は、試料を利用して生体データを生成し、生体データを提供するサービスをする。

サービス提供者１０は、試料提供者５から試料を伝達され得る。または、サービス提供者１０は、生体データユーザ２０から試料を伝達されることもできる。このように生体データユーザ２０が試料を収集してサービス提供者１０に伝達することもできる。

サービス提供者１０は、まず、生体データを生成する。サービス提供者１０は、ＮＧＳ分析を通じて遺伝体データを生成することができる。遺伝体データは、ＮＧＳ分析の他にも多様な方法で生産され得る。サービス提供者１０は、試料提供者５の表現型データを獲得することができる。例えば、サービス提供者１０は、ＥＭＲのような医療データベース３０から特定試料の提供者に対する表現型データを獲得することができる。この場合、サービス提供者１０は、試料または試料提供者の識別子を基準として医療データベース３０からマッチングされる特定の表現型データを獲得することができる。表現型データは、身体情報、生体信号情報、医療情報および診療情報のうち少なくとも一つを含むことができる。サービス提供者１０は、遺伝体データおよび表現型データのうち少なくとも一つを使用して生体データを生成することができる。サービス提供者１０は、遺伝体データだけから構成される生体データを生成することもできる。生体データは、デジタルデータである。

サービス提供者１０は、生体データを一定に処理することができる。代表的に、サービス提供者１０は、生体データを暗号化することができる。サービス提供者１０は、生体データの全体または一部を暗号化することができる。暗号化過程については、後述する。

サービス提供者１０は、暗号化された生体データを生体データユーザ２０に伝達する。生体データユーザ２０は、暗号化された生体データを利用して生体データを分析することができる。生体データは、前述したように、一定のデジタルデータ形態である。遺伝体データを基準として説明すると、遺伝体データは、遺伝子または一定の配列断片（ｆｒａｇｍｅｎｔ）の位置および当該遺伝子の種類ないし配列構成で特定され得る。サービス提供者１０は、同じ原本値（例えば、“ＡＧＣ”）を同じ暗号化データ（例えば、“０１１１１０”）で暗号化する。したがって、生体データユーザ２０は、暗号化されたデータを基準として一定のパターンまたは一定の位置に現れる情報を抽出することができる。生体データユーザ２０は、このように暗号化されたデータを基準として分析結果を導き出すことができる。例えば、生体データユーザ２０は、繰り返される特定の配列、特定の位置に存在する配列、有意なＳＮＰパターンなどを分析結果として導き出すことができる。

生体データユーザ２０は、分析結果をサービス提供者１０に伝達することができる。サービス提供者１０は、分析結果に存在する暗号化された生体データを一定に復号することができる。復号過程については、後述する。サービス提供者１０は、分析結果の全体または分析結果に含まれた特定の生体データを復号して、原本生体データを生体データユーザ２０に伝達することができる。例えば、サービス提供者１０は、特定のＳＮＰパターンを生体データユーザ２０に伝達することができる。生体データユーザ２０は、復号された生体データを受信して、最終的な分析結果を導き出すことができる。例えば、生体データユーザ２０は、受信した配列またはＳＮＰパターンを基準として特定試料（個人）に対する疾患診断をすることもできる。または、生体データユーザ２０は、生体データプール（ｐｏｏｌ）を利用してゲノムワイド相関分析（ＧＷＡＳ）をすることもできる。

図２は、生体データを処理する過程に対する他の例である。図２は、試料提供者５、生体データ提供者４０、サービス提供者５０および生体データユーザ６０を示す。図２は、生体データ提供者４０とサービス提供者５０が互いに異なる主体である場合を示す。時間の流れによって説明する。

生体データ提供者４０は、試料提供者５から試料を伝達され得る。または、生体データ提供者４０は、図１のように、生体データユーザ６０から試料を伝達されることもできる（不図示）。

生体データ提供者４０は、生体データを生成する。生体データ提供者４０は、ＮＧＳ分析を通じて遺伝体データを生成することができる。遺伝体データは、ＮＧＳ分析の他にも多様な方法で生産され得る。生体データ提供者４０は、試料提供者５の表現型データを獲得することができる。例えば、生体データ提供者４０は、ＥＭＲのような医療データベース３０から特定試料の提供者に対する表現型データを獲得することができる。この場合、生体データ提供者４０は、試料または試料提供者の識別子を基準として医療データベース３０からマッチングされる特定の表現型データを獲得することができる。表現型データは、身体情報、生体信号情報、医療情報および診療情報のうち少なくとも一つを含むことができる。生体データ提供者４０は、遺伝体データおよび表現型データのうち少なくとも一つを使用して生体データを生成することができる。生体データ提供者４０は、遺伝体データだけから構成される生体データを生成することもできる。生体データは、デジタルデータである。

サービス提供者５０は、生体データを一定に処理することができる。代表的にサービス提供者５０は、生体データを暗号化することができる。サービス提供者５０は、生体データの全体または一部を暗号化することができる。暗号化過程については、後述する。

サービス提供者５０は、暗号化された生体データを生体データユーザ６０に伝達する。生体データユーザ６０は、暗号化された生体データを利用して生体データを分析することができる。生体データユーザ６０は、暗号化されたデータを基準として分析結果を導き出すことができる。例えば、生体データユーザ６０は、繰り返される特定の配列、特定の位置に存在する配列、有意なＳＮＰパターンなどを分析結果として導き出すことができる。

生体データユーザ６０は、分析結果をサービス提供者５０に伝達することができる。サービス提供者５０は、分析結果に存在する暗号化された生体データを一定に復号することができる。復号過程については、後述する。サービス提供者５０は、分析結果の全体または分析結果に含まれた特定生体データを復号して、原本生体データを生体データユーザ６０に伝達することができる。例えば、サービス提供者５０は、特定のＳＮＰパターンを生体データユーザ６０に伝達することができる。生体データユーザ６０は、復号された生体データを受信して、最終的な分析結果を導き出すことができる。例えば、生体データユーザ６０は、受信した配列またはＳＮＰパターンを基準として特定試料（個人）に対する疾患診断をすることもできる。または、生体データユーザ２０は、生体データプール（ｐｏｏｌ）を利用してゲノムワイド相関分析（ＧＷＡＳ）をすることもできる。

図３は、生体データを処理するシステム１００に対する例である。図３は、生体データユーザＡ、生体データ提供者Ｂおよびサービス提供者Ｃを示す。生体データユーザＡ、生体データ提供者Ｂおよびサービス提供者Ｃは、それぞれシステム１００において分析装置、端末装置ないしサーバーなどのようなオブジェクトで特定され得る。

生体データ処理システム１００は、データ生成装置１１０、データ処理装置１３０およびデータ分析装置１４０を含むことができる。データ生成装置１１０は、試料を分析する分析装置でありうる。例えば、データ生成装置１１０は、ＮＧＳ分析装置を含むことができる。データ生成装置１１０は、遺伝体データを生成する。また、データ生成装置１１０は、医療データベース１２０から分析対象である特定人に対する表現型データを受信することができる。データ生成装置１１０は、遺伝体データおよび表現型データから構成された生体データを生成することができる。データ生成装置１１０は、遺伝体データを含む生体データを生成することもできる。

データ処理装置１３０は、データ生成装置１１０が生成した生体データを処理する。データ処理装置１３０は、生体データの全体または一部を暗号化する。データ処理装置１３０は、一定のハッシュキーを利用して生体データをハッシュすることができる。

データ分析装置１４０は、暗号化された生体データを利用してデータを分析することができる。データ分析装置１４０は、分析結果をデータ処理装置１３０に伝送することができる。データ処理装置１３０は、分析結果のうち暗号化された生体データを一定に復号して、データ分析装置１４０に伝達することができる。データ分析装置１４０は、最終分析結果をユーザ端末１５０に伝達することができる。ユーザ端末１５０は、分析を依頼した個人または機関を代表する。

図４は、生体データ処理システム１００の動作（２００）に対する例である。データ生成装置１１０は、生体データを生成する（２０１）。データ生成装置１１０は、生体データをデータ処理装置１３０に伝達する。データ生成装置１１０は、多数の試料に対する生体データをデータ処理装置１３０に伝達することができる。データ処理装置１３０は、生体データプール（ｐｏｏｌ）を保存し、管理する（２１１）。データ処理装置１３０は、外部ネットワークから隔離された保存空間に生体データを保存することができる。データ処理装置１３０は、遺伝体データと表現型データを区分して保存することもできる。

データ生成装置１１０は、生体データを一定に暗号化して、データ処理装置１３０に伝達することができる。データ処理装置１３０は、暗号化された生体データを復号して保存することができる。この際、公開キー基盤の暗号化方式を利用することもできる。公開キーは、データを暗号化するキーであり、暗号キーは、暗号化されたデータを復号するキーである。公開キーと暗号キーは、互いに対をなし、多様な公開キー暗号化方法（例えば、ＲＳＡ、楕円曲線暗号など）を利用して無作為で生産され得る。

データ処理装置１３０は、データ分析装置１４０から分類情報を受信することができる（２２１）。または、データ処理装置１３０は、データ生成装置１１０から分類情報を獲得することもできる。

データ処理装置１３０は、分類情報によって生体データプールで生体データセットを生成する（２３１）。生体データセットは、多数の生体データから構成される。生体データセットは、互いに異なるオブジェクト（個人）に対する生体データから構成される。データ処理装置１３０は、分類情報に含まれた特定基準によって生体データプールから生体データを選択する。

データ処理装置１３０は、生体データセットに含まれた生体データを暗号化する（２３２）。データ処理装置１３０は、生体データの全体または一部を暗号化することができる。データ処理装置１３０は、ハッシュキーを利用して生体データを暗号化することができる。データ処理装置１３０は、生体データセットを構成する生体データの組合せによってハッシュキーを決定することができる。または、データ処理装置１３０は、分類情報によってハッシュキーを決定することができる。すなわち、ハッシュキーを固定された値を有するものでなく、生体データセットの構成によって互いに異なる値が使用され得る。
データ処理装置１３０は、暗号化された生体データをデータ分析装置１４０に伝達する。この際、必要な場合（ｏｐｔｉｏｎａｌ）、データ処理装置１３０は、暗号化された生体データをデータ分析装置１４０が要求するデータフォーマットに変換することができる（２４１）。

データ分析装置１４０は、暗号化された生体データを利用して生体データを分析する（２６１）。データ分析装置１４０は、暗号化された生体データを暗号化状態で分析する。データ分析装置１４０は、分析結果をデータ処理装置１３０に伝達することができる（２６２）。

データ処理装置１３０は、分析結果のうち暗号化された生体データを復号することができる（２７１）。データ処理装置１３０は、生体データ原本値とハッシュ結果をマッチングしたマッピングテーブルを保有することができる。生体データは、一定の範囲の値を有するので、一定の容量のマッピングテーブル構成が可能である。データ処理装置１３０は、マッピングテーブルを利用してハッシュドェン生体データを原本生体データに変換することができる。データ処理装置１３０は、復号したデータをデータ分析装置１４０に伝達することができる（２７２）。

データ処理装置１３０が暗号化された生体データをデータ分析装置１４０に提供する。データ分析装置１４０も、暗号化された生体データを分析する。暗号化された生体データが第三者に露出しても、第三者は、生体データを提供した個人の情報を追跡できない。

生体データを暗号化する例について説明する。図５は、生体データおよび暗号化されたデータに対する例である。

図５（Ａ）は、遺伝体データに対する暗号化の例である。原本遺伝体データは、遺伝体識別子（番号）、遺伝体位置および変異情報を含むことができる。遺伝体識別子は、遺伝体の種類ないし遺伝体が抽出された細胞内位置情報を示すことができる。例えば、ヒトの場合、遺伝体識別子は、相同染色体の番号（１〜２２）、Ｘ染色体（Ｘ）、Ｙ染色体（Ｙ）、ミトコンドリア（ＭＴ）などのような値を有する。遺伝体位置情報は、当該個体の全体遺伝子における位置を示すことができる。例えば、ヒトの場合、遺伝体位置情報は、１〜３，０００，０００，０００（３０億個）の範囲を有することができる。変異情報は、遺伝体の配列情報を示す。ＳＮＰの場合、変異情報は、一つの塩基配列以上が異なる場合、当該情報を示す。変異情報は、ユニバーサルな配列と異なる配列に関する情報を含む。

データ処理装置は、遺伝体データのうち一部の項目のみに対して暗号化をすることができる。例えば、データ処理装置は、遺伝体識別子および遺伝体位置だけを暗号化することができる。データ処理装置は、ハッシュキーを利用して遺伝体データの全体または一部を変換することができる。ハッシュキーは、多様な方法を通じて生成され得る。代表的なハッシュキー生成アルゴリズムは、ＭＤ５、ＳＨＡ−２５６などがある。ハッシュキーは、多様な長さの文字列から構成されるキーである。前述したように、ハッシュキーは、生体データセットの構成によって動的に変更され得る。

ひいては、データ処理装置は、遺伝体識別子と遺伝体位置を一定に加工した後、ハッシュすることもできる。例えば、データ処理装置は、遺伝体識別子と遺伝体位置を一定のルールによって結合（ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ）した後、ハッシュすることもできる。例えば、データ処理装置は、遺伝体番号「１」と遺伝体位置「２３」をハッシュして、本来データを類推できない符号のない整数型（０〜４，２９４，９６７，２９５）に変換することができる。

遺伝体変異情報は、塩基配列であるＡ、Ｇ、Ｔ、Ｃの組合せから構成される。例えば、遺伝体変異形態がＡ／Ｔ型であれば有しうる変異情報は、ＡＡ、ＡＴ、ＴＴである。データ処理装置は、各塩基を二進数に変換することができる。この際、暗号化は、ハッシュキーと暗号化された位置情報をベースに変わる。例えば、聞いて遺伝体１番１０００位置の変異型がＡ／Ｔ型であれば、ＡＡ型は、００、ＡＴ型は、０１、ＴＴ型は、１１になり得、遺伝体２番４０００位置の変異型がＡ／Ｇ型であれば、ＡＡ型は、１１、ＡＧ型は、０１、ＧＧ型は、００になり得る。

このように文字列形態の情報を二進数に変換すると、データ処理装置は、原本生体データをよりサイズが小さい２進データに減らすことができる。

図５（Ｂ）は、表現型データに対する暗号化の例である。原本表現型データは、性別、人種、キー（身長）、服用薬などのような情報から構成され得る。各項目の値は、テキストまたは数字である。データ処理装置は、表現型データの全体または一部をハッシュすることができる。例えば、データ処理装置は、表現型データを区間別に分けて代表値に変換したり、または変異情報のように二進数に変換することができる。

遺伝体データおよび／または表現型データは、多様な方法でハッシュされ得る。前述したように、ハッシュキーは、生体データセットを構成によって動的に変更され得る。図６は、ハッシュキーを決定する過程に対する例である。図６は、データ分析装置３１１、３１２および３１３およびデータ処理装置３５０を示す。生体データプールは、１００個の個別生体データから構成された例を示す。

データ処理装置３５０は、データ分析装置３１１、３１２または３１３から分類情報を受信する。データ処理装置３５０は、受信した分類情報によって生体データプールから一定の生体データを選択して生体データセットを構成する。

分類情報は、人種、年齢、体重、身長、性別、疾患の有無、疾患の種類、生体データセットを構成するグループの個数および全体または個別グループに属する生体データの個数のうち少なくとも一つの情報から構成され得る。基本的に、分類情報は、生体データプールから特定のグループを選別する基準に該当する。いくつかの例を挙げて説明する。

（１）データ分析装置３１１は、分類情報１をデータ処理装置３５０に伝送する。生体データユーザは、自身の研究目的に合う試料に対する生体データを要請する。分類情報１は、「アジア人」＋「男性」＋「６０才以上」という情報を含むことができる。この場合、データ処理装置３５０は、生体データプールからアジア系６０才以上の男性に対する生体データを選択して、生体データセットを生成することができる。以後、データ処理装置３５０は、選択した生体データセットに属する生体データを暗号化（暗号化された生体データ１）して、データ分析装置３１１に伝達することができる。データ処理装置３５０は、生体データセットを構成する生体データの組合せを基準として暗号化のためのハッシュキー（ハッシュキー１という）を生成することができる。例えば、ハッシュキーは、特定の入力値によって異なる値を算出する関数で決定され得る。データ処理装置３５０は、分類情報１を基準としてハッシュキー１を生成することもできる。

（２）データ分析装置３１２は、分類情報２をデータ処理装置３５０に伝送する。分類情報２は、高血圧患者と正常ヒトという情報を含むことができる。この場合、データ処理装置３５０は、生体データプールから高血圧患者に対する生体データと正常ヒトの生体データを区分して生体データセットを生成することができる。この際、生体データプールによって高血圧患者の数が変わることができる。データ処理装置３５０は、生体データセットを構成する生体データの組合せを基準として暗号化のためのハッシュキー（ハッシュキー２という）を生成することができる。データ処理装置３５０は、分類情報２を基準としてハッシュキー２を生成することもできる。ひいては、データ処理装置３５０は、高血圧患者と正常ヒトというグループの個数（２個）をさらに利用してハッシュキー２を生成することもできる。また、データ処理装置３５０は、高血圧患者グループに属する生体データの個数ないし正常ヒトグループに属する生体データの個数をさらに利用してハッシュキー２を生成することもできる。以後、データ処理装置３５０は、選択した生体データセットに属する生体データを暗号化（暗号化された生体データ２）して、データ分析装置３１２に伝達することができる。

（３）データ分析装置３１３は、分類情報３をデータ処理装置３５０に伝送する。分類情報３は、「男性３０人」と「女性２５人」という情報を含むことができる。この場合、データ処理装置３５０は、生体データプールから男性に対する生体データ３０個と女性の生体データ２５個を選択して生体データセットを生成することができる。データ処理装置３５０は、生体データセットを構成する生体データの組合せを基準として暗号化のためのハッシュキー（ハッシュキー３という）を生成することができる。データ処理装置３５０は、分類情報３を基準としてハッシュキー３を生成することもできる。ひいては、データ処理装置３５０は、男性と女性というグループの個数（２個）をさらに利用してハッシュキー３を生成することもできる。また、データ処理装置３５０は、男性グループに属する生体データの個数ないし女性グループに属する生体データの個数をさらに利用してハッシュキー３を生成することもできる。

ひいては、データ処理装置３５０は、分類情報を受信した時点ないし暗号化時点のような時間を追加的な変数として使用してハッシュキーを決定することもできる。

データ分析装置３１１、３１２および３１３が前述した分類情報によって要請した生体データセットに共通した生体データが含まれ得る。例えば、生体データ１０番が全て含まれたと仮定する。生体データ１０番は、同じ情報を含むが、データ分析装置３１１、３１２または３１３がそれぞれ要請した分類情報が異なるので、生体データセットの構成が異なる。データ分析装置３１１、３１２または３１３が要請した生体データを暗号化するハッシュキーも変わる。結果的に、原本生体データ１０番は、同一であるが、暗号化された生体データ１０番は、互いに異なる値としてデータ分析装置３１１、３１２および３１３に伝達される。

図７は、生体データ処理装置４００の構成を示す例である。生体データ処理装置４００は、前述したサービス提供者１０または５０が使用する装置に該当する。また、生体データ処理装置４００は、前述した生体データ処理装置１３０または３５０に該当する。

生体データ処理装置４００は、生体データを処理するモデルないしプログラムを利用して生体データを処理する。生体データ処理装置４００は、物理的に多様な形態で具現され得る。例えば、生体データ処理装置４００は、ＰＣ、スマート機器、コンピュータ装置、ネットワークのサーバー、データ処理専用チップセットなどの形態を有することができる。

生体データ処理装置４００は、保存装置４１０、メモリ４２０、演算装置４３０、インターフェース装置４４０および通信装置４５０を含む。

保存装置４１０は、生体データプールを保存することができる。保存装置４１０は、生体データセットに含まれた生体データを暗号化するプログラムを保存することができる。ひいては、保存装置４１０は、その他データ前処理（正規化）ないし後処理（フォーマット変換）に必要なプログラムを保存することができる。保存装置４１０は、選択したデータセットおよび暗号化した生体データを保存することができる。また、保存装置４１０は、生体データ原本値と生体データに対するハッシュ値を含むマッピングテーブルを保存することができる。

メモリ４２０は、生体データ処理装置４００がデータ処理過程に必要なデータおよび生成される臨時データを保存することができる。

インターフェース装置４４０は、外部から一定の命令およびデータを入力される装置である。インターフェース装置４４０は、物理的に連結された入力装置または外部保存装置から生体データプールを入力され得る。インターフェース装置４４０は、データ処理のためのプログラムを入力され得る。

通信装置４５０は、有線または無線ネットワークを介して一定の情報を受信し伝送する構成を意味する。通信装置４５０は、外部オブジェクトから生体データプールを受信することができる。通信装置４５０は、データ処理のためのプログラムおよびデータを受信することができる。通信装置４５０は、生体データセット選択のための分類情報を受信することができる。通信装置４５０は、暗号化したデータを外部オブジェクトに送信することができる。通信装置４５０は、データ分析装置から分析結果を受信することができる。通信装置４５０は、分析結果で復号した生体データをデータ分析装置に送信することができる。

通信装置４５０ないしインターフェース装置４４０は、外部から一定のデータないし命令を伝達される装置である。通信装置４５０ないしインターフェース装置４４０を入力装置と命名することができる。

演算装置４３０は、プログラムを利用して分類情報によって前記生体データプールから前記生体データセットを選択することができる。演算装置４３０は、プログラムを利用して分類情報または生体データセットの組合せによってハッシュキーを生成することができる。場合によって、演算装置４３０は、時間情報をさらに利用してハッシュキーを生成することもできる。演算装置４３０は、プログラムを利用して選択した前記生体データセットに含まれた個別生体データを暗号化することができる。演算装置４３０は、生体データ全体または一部を暗号化することができる。例えば、演算装置４３０は、遺伝体識別子、遺伝体位置および遺伝体変異情報のうち少なくとも一つを暗号化することができる。演算装置４３０は、データを処理し、一定の演算を処理するプロセッサ、ＡＰ、プログラムがエンベッドされたチップのような装置でありうる。

図８は、生体データを処理するシステム５００に対する他の例である。図８は、生体データをブロックチェーンを利用して保存し管理するシステムに対する例である。図８は、生体データユーザＡ、生体データ提供者Ｂおよびサービス提供者Ｃを示す。生体データ処理システム５００は、データ生成装置５１０、データ処理装置５３０およびデータ分析装置５４０を含むことができる。

データ生成装置５１０は、試料を分析する分析装置でありうる。例えば、データ生成装置５１０は、ＮＧＳ分析装置を含むことができる。データ生成装置５１０は、遺伝体データを生成する。また、データ生成装置５１０は、医療データベース５２０から分析対象である特定人に対する表現型データを受信することができる。データ生成装置５１０は、遺伝体データおよび表現型データから構成された生体データを生成することができる。データ生成装置５１０は、遺伝体データを含む生体データを生成することもできる。

データ処理装置５３０は、データ生成装置５１０が生成した生体データを処理する。データ処理装置５３０は、生体データ全体または一部を暗号化する。データ処理装置５３０は、一定のハッシュキーを利用して生体データをハッシュすることができる。データ処理装置５３０は、処理した生体データをブロックチェーン５５０に保存することができる。すなわちブロックチェーン５５０が生体データプールを保存することができる。データ処理装置５３０は、ブロックチェーン５５０から特定の生体データまたは生体データセットを検索して抽出することができる。データ処理装置５３０は、ブロックチェーン５５０に保存された特定の生体データを他の値にアップデートすることもできる。

データ分析装置５４０は、暗号化された生体データを利用してデータを分析することができる。データ分析装置５４０は、分析結果をデータ処理装置５３０に伝送することができる。データ処理装置５３０は、分析結果のうち暗号化された生体データを一定に復号してデータ分析装置５４０に伝達することができる。

図８に示していないが、データ生成装置５１０は、試料に対する遺伝体データと表現型データを利用して生成した生体データをブロックチェーン５５０に保存することもできる。データ生成装置５１０が生体データプールに属する生体データをブロックチェーン５５０に伝達する。ブロックチェーン５５０は、生体データプールを保有することになる。以後、データ分析装置５４０は、ブロックチェーン５５０に接近および検索して必要な生体データセットを抽出し、暗号化することができる。データ分析装置５４０は、暗号化した生体データを含む生体データセットをさらにブロックチェーン５５０に保存することができる。この場合、一つの生体データセットを一つのブロックまたは連続したブロックに保存することもできる。

ひいては、データ分析装置５４０は、ブロックチェーン５５０に接近および検索して暗号化された生体データを抽出することができる。データ分析装置５４０は、分析した結果をさらにブロックチェーン５５０に保存することができる。データ処理装置５３０は、ブロックチェーン５５０に接近して分析結果のうち暗号化されたデータを復号してデータ分析装置５４０に伝達することができる。または、データ処理装置５３０は、暗号化されたデータをブロックチェーン５５０に保存することもできる。

また、上述したような生体データを暗号化方法、生体データ処理方法およびハッシュキー決定方法は、コンピュータで実行され得る実行可能なアルゴリズムを含むプログラム（またはアプリケーション）で具現され得る。前記プログラムは、非一時的読み取り可能な媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）に保存されて提供され得る。

非一時的読み取り可能な媒体とは、レジスター、キャッシュ、メモリなどのように短い瞬間の間データを保存する媒体でなく、半永久的にデータを保存し、機器によって読み取り（ｒｅａｄｉｎｇ）が可能な媒体を意味する。具体的には、上述した多様なアプリケーションまたはプログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、ハードディスク、ブルーレイディスク、ＵＳＢ、メモリカード、ＲＯＭなどのような非一時的読み取り可能な媒体に保存されて提供され得る。

本実施例および本明細書に添付された図面は、前述した技術に含まれる技術的思想の一部を明確に示しているものに過ぎず、前述した技術の明細書および図面に含まれた技術的思想の範囲内で当業者が容易に類推できる変形例と具体的な実施例は、いずれも、前述した技術の権利範囲に含まれることが自明であると言える。

Claims (14)

1. データ処理装置が、分類情報をユーザから受信する段階と；
   データ処理装置が、前記分類情報によって生体データプール（ｐｏｏｌ）から選択された生体データセットを抽出する段階と；
   前記データ処理装置が、前記分類情報によって値が決定されるキーを用いて前記生体データセットの生体データに対する暗号化を行う段階と；
   前記データ処理装置が、暗号化された生体データを前記ユーザに伝達する段階と；
   前記データ処理装置が、前記ユーザから前記暗号化された生体データを用いた分析結果を受信する段階と；
   前記データ処理装置が、前記分析結果の中の前記暗号化された生体データを復号する段階と；
   前記データ処理装置が、前記復号化された生体データを前記ユーザに伝達する段階と；を含み、かつ、
   前記生体データセットは、複数の個体に対する生体データを含み、
   前記分類情報は、人種、年齢、体重、身長、性別、疾患の有無、疾患の種類、個体の型、及び個体数からなる群から選択される２以上の情報を含む、
   生体データ提供方法。
2. 前記生体データは、遺伝体データ、表現型データおよび医療データを含むデータ集合のうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載の生体データ提供方法。
3. 前記キーは、前記分類情報が受信される時間、または前記復号化が行われる時間をさらに使用して決定される、請求項１に記載の生体データ提供方法。
4. 前記データ処理装置は、前記生体データのうち遺伝体識別子、遺伝体位置および遺伝形質情報を含む遺伝体変異情報のうち少なくとも一つを暗号化する、請求項１に記載の生体データ提供方法。
5. 前記データ処理装置は、前記暗号化された生体データをブロックチェーンに保存する段階をさらに含む、請求項１に記載の生体データ提供方法。
6. データ処理装置が、生体データプール（ｐｏｏｌ）を受信する段階と；
   データ処理装置が、分類情報をユーザから受信する段階と；
   前記データ処理装置が、前記分類情報によって前記生体データプールから生体データセットを選択する段階と；
   前記データ処理装置が、前記生体データセットに含まれた個別生体データを前記分類情報によって値が決定されるキーを用いて暗号化する段階と；を含み、かつ、
   前記生体データセットは、複数の個体に対する生体データを含み、
   前記分類情報は、人種、年齢、体重、身長、性別、疾患の有無、疾患の種類、個体の型、及び個体数からなる群から選択される２以上の情報を含む、
   生体データ暗号化方法。
7. 前記生体データは、遺伝体データ、表現型データおよび医療データを含むデータ集合のうち少なくとも一つを含む、請求項６に記載の生体データ暗号化方法。
8. 前記キーは、前記分類情報が受信される時間、または前記復号化が行われる時間によってさらに決定される、請求項６に記載の生体データ暗号化方法。
9. 前記データ処理装置は、前記生体データのうち遺伝体識別子、遺伝体位置および遺伝形質情報を含む遺伝体変異情報のうち少なくとも一つを暗号化する、請求項６に記載の生体データ暗号化方法。
10. 生体データセットに含まれた生体データを暗号化するプログラムおよび生体データプール（ｐｏｏｌ）を保存する保存装置と；
    分類情報によって前記生体データプールから前記生体データセットを選択し、前記プログラムによって、前記分類情報によって値が決定されるキーを用いて前記生体データセットに含まれた個別生体データを暗号化する演算装置と；を含み、かつ、
    前記生体データセットは、複数の個体それぞれに対する生体データを含み、
    前記分類情報は、人種、年齢、体重、身長、性別、疾患の有無、疾患の種類、個体の型、及び個体数からなる群から選択される２以上の情報を含む、
    生体データ処理装置。
11. 前記演算装置は、さらに、前記分類情報が受信される時間、または前記復号化が行われる時間によって前記キーを決定する、請求項１０に記載の生体データ処理装置。
12. 前記暗号化された生体データを送信する通信装置をさらに含む、請求項１０に記載の生体データ処理装置。
13. 前記保存装置は、生体データ原本値と生体データに対するハッシュ値を含むテーブルをさらに含み、
    前記通信装置は、前記暗号化された生体データに対する分析結果を受信し、
    前記演算装置は、前記テーブルを利用して前記分析結果に含まれた暗号化された生体データを復号する、請求項１２に記載の生体データ処理装置。
14. 前記演算装置は、前記生体データのうち遺伝体識別子、遺伝体位置および遺伝形質情報を含む遺伝体変異情報のうち少なくとも一つを暗号化する、請求項１０に記載の生体データ処理装置。

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