Re-identification of individuals in genomic data-sharing Beacons Via Allele Inference

Genom veri setleri genellikle hassas fenotipler ile ilişkilidirler. Bu nedenle bir kişinin veri setinde olduğunun anlaşılması büyük bir mahremiyet riskidir. Beacon sistemleri veri paylaşımı için güvenli, kolay kurulabilir ve standardize bir arayüz sunmayı amaçlar. Bu sistemler sadece kendilerine sorulan, belli alellerin veri setinde olup olmadığına dair evet/hayır sorularını cevaplarlar. Bu kısıtlayıcı prosedür nedeniyle kimlik tespiti ataklarına karşı güvenilir oldukları düşünülen beacon sistemlerinin, risk taşıdığı gösterilmiştir. Yakın zamandaki çalışmalar, bir kişinin veri setinde olup olmadığını anlamanın, beacon sistemlerini bu kişinin nokta mutasyonları ile defalarca sorgulayarak mümkün olabilecegini göstermiştir. Bu tezde özgün bir kimlik tespiti saldırısı tanımlanmakta ve riskin önceden düşünüldüğünden daha büyük olduğu gösterilmektedir. Bu saldırı ile, saldırıya uğrayan kişinin tanımlayıcı mutasyonları sistematik olarak gizlenmiş olsa bile, bu aleller çıkarım yolu ile bulunabilir ve aynı zamanda beacon sisteminin verdiği cevaplar yüksek güven ile tahmin edilebilir. Algoritma, farklı pozisyonlardaki alellerin bağımsız olmamasını temel alarak çalışır ve linkaj dengesizliği ile yüksek seviye Markov zinciri kullanmaktadır. 65 Avrupalı (CEU) bireyi içeren beacon sistemi simülasyonunda, sadece 5 sorgu ile bir kişinin veri setinde olup olmadığını %95 güvenilirlik ile belirleyebilieceğimiz gösterilmiştir (minör alel frekansı 0.05'ten küçük olan olan mutasyonlar sistematik olarak gizlendiğinde bile). Bu rakam, diğer metotların gerek duyduğu sorgu sayısının %0.5'ına denk gelmektedir. Son olarak, literatürde önerilmiş olan, genom verisinin bazı bölgelerinin saklanması ya da kişi başına bir sorgu bütçesi atanması gibi savunma metotlarının da bizim modelimizde katılımcıların mahremiyetini korumakta yetersiz kaldığı gösterilmiştir.