High throughput UDP-based peer-to-peer secure data transfer

Son yıllarda yüksek verimli sıralama (HTS) platformları geliştirilmiştir. Araştırmacılar bu teknolojileri kullanarak bireylerin genomlarının tamamı veya hedeflenmiş kısımlarını elde edebilir. Elde edilen bu veriler araştırmacıların çeşitli biyolojik sorulara cevap vermelerini sağlar. Ancak yüksek verimli sıralama teknolojilerindeki gelişmeler çok büyük miktarda veri üretilmesine neden olur. Dosyaların asıl boyutları çok büyük olduğu için en iyi sıkıştırma algoritmalarının uygulanması bile veri miktarını çok fazla azaltamaz. Genom projelerinde yer alan katılımcılar genellikle farklı ülkelerde yer almaktadır. Bu yüzden genom projelerindeki büyük dosyaların aktarımı sorun haline gelmektedir. Araştırmacıların şu anda kullandıkları yöntemler şunlardır; dosya aktarım iletişim kuralı (FTP), Tsunami iletişim kuralı veya Aspera yazılımı ile veri aktarımı, dosyaları herkese açık veritabanlarında ya da bulutta depolamak, dosyaları ortak sunucuda tutup onun üzerinde çalışmak ya da verileri harici disklere kaydedip katılımcılar arasında dolaştırmak. Ancak tüm bu yöntemlerin maliyet, hız ve gizlilik gibi dezavantajları vardır. Bu sorunları ortadan kaldırmak için BioPeer adında bir uygulama geliştirdik. Bu uygulama, veri aktarımı için Barchart şirketi tarafından yazılmış açık kaynaklı UDP tabanlı veri aktarım protokolü UDT kullanıyor. BioPeer'e eşler arası dosya paylaşım (P2P) mimarisi uygulanmıştır. Bu mimari, BitTorrent'te olduğu gibi büyük dosyaları küçük parçalara ayırarak aynı projede yer alan eşler arasında senkronize eder. Tüm kullanıcıların birbirine bağlanabildiğinden emin olmak için NAT'ı Aşma (NAT Traversal) yöntemleri arasından UDP Delik Açma (UDP Hole Punching) yöntemi kullanılmıştır. Bu sayede NAT cihazları arkasında kalan kullanıcılar da diğer katılımcılarla dosya alışverişi yapabilir. Uygulamada güvenli veri aktarımı sağlamak için dosyalar Gelişmiş şifreleme Standardı (AES) kullanılarak şifrelenir. Simetrik şifreleme anahtarları RSA (Rivest-Shamir-Adleman) algoritması kullanılarak kullanıcılar arasında aktarılır. Ayrıca, uygulamadan daha yüksek verim elde etmek için içerik dağıtım ağı (CDN) altyapısı uygulanmıştır.