5分钟了解GEChain基因链和区块链相结合的价值

【摘要】区块链作为一种分布式账本技术,能够在非信任环境中提供去中心化信任机制,从而让多方参与者在没有中介机构的情况下进行安全交易。区块链的特性将对基因数据领域中广泛存在的确权不明确、数据分散、存储成本高和利益分配不明晰等问题带来革命性突破,从而让全行业普遍采用的商业模式及前景面临重塑。区块链技术将从根本上引发、驱动新一轮的基因数据行业革命,并促进互联网向价值互联网转变。

关键词:基因链、区块链、基因、基因检测、基因数据

一、引言

众所周知,基因与人类的健康紧密相关,基因演绎着人类生、老、病、死等一切生命现象。基因检测是了解基因的唯一有效手段,也是生物科学研究、健康医学探索的基础。随着基因检测技术的快速发展,越来越多的生物医学研究开始依赖于基因数据的分析与整合。在PubMed(美国国家生物技术信息中心生物医学文献数据库)上搜索genome sequencing(全基因组测序),可以看到从2016年开始,每年相关论文和临床研究都超过1万篇,可见基因检测已经成了大多数研究的“标配”,也是指导人们健康生活的重要参考指标。但不管是对于研究者还是基因数据提供者(基因产品消费者),都有着难以回避的痛点问题。

【对于消费者的痛点】:

1、检测价格较高

目前国产自主测序平台对个人全基因组测序的最低价格是600美元。不管是对于消费者,还是研究机构来说,都是一笔不小的支出。

2、隐私及确权被侵犯

基因覆盖了人生命的全周期,也包含了孕前检查、胎儿染色体筛查、新生儿的相关检查、成长发育的检查、疾病评估、健康管理、饮食管理、康复监测等等,但是这些数据到底属于谁?这就是目前市场上基因数据确权不明的问题。有检测机构曾经卖了3000例帕金森病人的基因数据,获利6000万美元,但这6000万美元与这3000个数据提供者(消费者)无关,消费者没有得到任何收益。消费者的数据被检测机构占有,卖给第三方,消费者却一无所知,这样就产生了数据隐私和确权的问题。

3、基因数据处理难

基因数据的实际处理能力还是在检测机构的手中,由于专业性的存在,个人用户不具备处置自己基因数据的能力。

【对于研究机构等的痛点】:

1、数据分散、挖掘不全面

基因组测序数据可以测到个体全套的基因组数据,因此可以从不同角度去对数据价值进行挖掘。比如同一套胃癌测序样本,团队A可以做癌症的分型研究,而团队B则可以进行微生物组挖掘。但单个机构熟悉的领域有限,往往仅能从自身熟悉的领域入手,对测序数据进行有限价值挖掘。如果多团队可共享数据,就会对数据进行更全面的价值挖掘。

2、数据存储成本高

由于基因组测序数据量较大,一个样本少则几GB,多则上百GB,样本量较多时总数据量往往是TB的量级,这不仅造成了一个人的全基因组数据一年就需要300美元的高昂存储成本,也导致数据难以快速传输。

3、数据共享难

由于基因数据的获取成本较高,价值较大,因此除了部分刊物要求的数据公开外,部分机构并无共享数据的动力。

不管是基因数据的提供者(消费者)还是数据的使用者(研究机构),以上的诸多问题始终作为制约基因数据行业进一步发展的瓶颈问题存在,从消费者权益、数据管理、成本核算等多个维度影响着行业的提质增效、转型升级。

随着以区块链为代表的新一代信息技术迅速发展,以及云计算、大数据等相关技术的成熟,在科技赋能下,GEChain创建了一个公平、公正、可自治的基因组数据共享平台,并对基因数据行业痛点提出了解决方案:GEChain正在创造一种以区块链为动力的生态系统,将基因数据存储在去中心化的数据库中。用户在智能合约的规范下可访问这些数据,这样每个用户都能对自己的数据做出控制并(或)因此得到补偿收益。

二、区块链的特征

区块链最开始作为支撑比特币的底层技术,利用分布式共享账本以及点对点传输技术,来支持比特币数字资产在去中心化网络中进行流通。在经过多年发展后,区块链成为基于P2P网络、非对称加密、哈希函数、Merkle树、链式结构、时间戳、共识机制等多项关键技术的综合系统,其基本特征可归纳为以下几点:

1、去中心化。分布式账本技术让区块链网络数据传输和存储实现去中心化。每个节点都可以维护一个账本的副本,区块链技术在传输数据时不再依赖中心网络节点,而是通过共识开源协议来保持多个节点共同参与的整体系统能够良好运转,并保证信息能够真实有效地在区块网络中进行传播。系统中的分布式节点为保证均等的权利和义务,通过数学方法而非中心化的监管中介来构建信任机制。

2、安全可靠。区块链通过非对称加密原理来实现网络信息的安全可靠。区块链系统使用基于加密算法产生的公钥(Public Key)与私钥(Private Key)秘钥对进行数据加解密,结合KEM、DEM混合加密机制,来满足安全性需求和所有权验证需求。除此之外,区块链还通过时间戳证明、首尾相连记账规则、共识机制等技术和机制设计,来实现数据的不可篡改性。从理论上讲,只要避免作恶者掌控全部节点的51%,就能够防止其操控修改网络数据。

3、可拓展性。区块链发展到现在,已经拥有可拓展的编程能力,支持开发者通过智能合约构建高效的分布式应用。开发人员可以在区块链这一底层开源技术基础上,针对包括电商物流在内的各种应用场景,构筑各类去中心化、去信任化的应用程序。智能合约自动判别各节点执行合约的条件和需履行的义务,并自动执行满足条件的合约事项。在没有中心机构监督的场景下区块链可保证合约有序执行,提升执行效率并减少资源浪费。

4、可溯源。区块链系统采用时间戳技术实现数据信息扩展过程中的时间维度记录。P2P网络上包含数据信息的新区块产生后会被时间戳打上烙印,并按照时间先后顺序首尾相连形成区块链。由于区块链数据库不可伪造和篡改,人们可以通过这种链式结构可对任何数据信息进行追本溯源。

三、GEChain应用区块链技术解决基因数据行业难题

从技术角度来讲,区块链可以保障基因数据信息不可被任何中心化平台非法使用、篡改和删除,使得数据交互方可以不依赖第三方机构进行价值传递,并保证交易记录公开透明、不可篡改,极大地降低信任成本,提高交易效率,形成高效的多方利益分配体系,并为数据共享进行安全、透明的追溯审计。

去中心化的存储可以释放用不到的计算机内存与计算,大大降低存储成本以及保存数据的完整。

以安全多方计算为代表的现代密码学技术可以确保在保护数据所有者利益和隐私的前提下,实现多方数据可信交换和协同计算,联合挖掘数据价值。

四、GEChain的生态构建

GEChain基因链是由WEGE新加坡基金会主导发行的全球基因数据领域垂直应用主链,它是一个去中心化的数据存储交易网络,基于区块链的分布式特性、密码学等技术手段和通证设计,引领基因数据行业的新变革。

在WEGE新加坡基金会的主导下,GEChain创造了一个开放的生态,打通多方平台实现资源共享,让个人用户、基因检测服务商、科研机构、药企等更方便、更经济的参与到整个生态中,实现各自的价值。

GEChain生态系统分为基因数据链、通证体系、商业生态链三大部分。

1、基因数据链(存储、共享、交易)

简单来说,基因数据链提供数据存储和访问服务。

去中心化的数据存储能力是GEChain基因数据链的核心,其主要业务逻辑是在区块链上进行和储存,个人用户及企业用户可以在基因数据链上以低廉的成本存储基因数据。

而GEChain基因数据链上的访问服务,则是搭建了基因数据共享网络。GEChain采用PoC共识和PoST存储证明算法,将数据分割成固定大小的块,通过请求多个数据块,确保每个块消息摘要算法(MD5)一致,保证数据一致性,在保证可重传的同时,确认传输权限无漏洞。并通过交易合约为存储资源提供方和用户提供交易功能,在链上完成去中心化的交易,为用户提供了一个数据挖矿、参与研究项目、购买应用与服务的平台。药企、科研机构、医疗机构、健康管理平台等都通过访问链上的基因数据开展工作。

药企可以通过访问数据,开展对基因数据的研究,研发药物,特别是靶向药物,改善疾病治疗手段;科研机构通过访问链上的基因数据,科研进行部分医学研究,了解某些疾病特别是遗传性疾病的发病机制,优化疾病特别是癌症的治疗方案。另一方面,医生通过基因数据的分析,可以预测用户的患病风险,帮助诊断疾病,更重要的是能够向患者提供最精准的医疗方案,让误诊率及药物副作用降到最低;健康管理平台访问基因数据,可以给用户带去更精准的健康管理方案……

2、通证体系(流通货币、代币)

GEChain上所存储的基因数据,被药企、科研、医疗等机构访问用于研究。数据将以GE代币来进行流通,机构与用户之间的互动能够产生可观的价值,并以GE作为承载,通过GEChain通证管理体系,进行不断的流通增值,形成整个GEChain最基础的生态循环体系。

3、商业生态链(消除中间商,享受更多)

GEChain基因链建立了商业生态链,让药企、科研机构、医疗机构、健康管理平台等能通过访问链上的基因数据开展工作,GEChain也为商业伙伴带去了全球的用户,从而扩大了其各自的商业价值和业务范围。对用户来说,GEChain消除了基因检测行业的“中间商”,用户可以在GEChain上享受到价格更低的基因检测服务,更及时的健康管理服务,分享基因数据、获取数据产生的相关利益等全部服务。

整个GEChain基因链生态网络运转起来之后,其重大意义显而易见:对于用户,降低检测成本,消除中间商,实现个人基因数据确权及隐私保护,把基因数据产生的利益分配给用户个人;对于数据需求方,同样降低了数据获取与存储成本,实现基因数据与其他健康医疗大数据的共享交互。GEChain促进了基因数据领域的生态繁荣,推动了生物健康医学的快速发展。

目前,GEChain已与多家知名企业(国际药企巨头罗氏、著名基因检测机构23andMe和基云惠康、识因大健康管理平台等)建立了战略合作关系。

WEGE新加坡基金会希望在全球范围内寻找更多优秀的合作企业(生物技术、医疗健康、大数据和科技研究领域),参与到GEChain的生态建设,推动基因检测市场的全面发展,实现用户、企业和GEChain的共赢。据悉,WEGE新加坡基金会每年将拿出2,000,0000资金,用于GEChain生态的完善。

五、案例

根据GEChain基因链的生态,我们再通过案例,看GEChain是如何将利益分配给用户的。

25岁的小明在GEChain上做了基因检测,小明的基因数据将被存储到个人在GEChian上的存储空间,小明自己存有私钥,任何人都无法获取里面属于小明的基因数据。有一天,GEChain上的一家制药公司想要25岁以下的基因数据来研究新药,小明收到了这条信息,可以选择将个人的基因数据卖给这家制药公司。

再有一天,GEChian上的一家科研机构想要研究“为什么有些人吃不胖”这个课题,小明收到了这条信息,他是“喝水都长胖”的体质,但他依然可以作为“对照组”参与这个项目,所以小明也可以将他的个人基因数据卖给这个科研机构。

在这些交易过程中,利润完全没有被基因检测公司这样的“中间商”拿走。小明通过售卖自己的基因数据,从GEChian上的制药公司、科研机构那儿获得了GE代币,小明再将GE代币在交易所卖出,最终就可以得到数量相当可观的大笔现金。

六、结语

今天,我们已经站在了一次新革命的风口,因为区块链术将从根本上引发、驱动基因数据领域新一轮变革。区块链技术由于具备透明性、可追溯性和不可篡改性,使其更加适用于无中介的多方合作场景。

基于区块链的基因数据交换平台,据笔者了解到,目前行业内仅GEChain基因链能够有望率先成为公平、公正、可自治的基因组数据共享平台。GEChain基因链通过“区块链+基因数据”,既保证了数据的流通,降低了研究成本,同时通过共享权益交换保护了数据供应方的利益,完善了生态体系。

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编译者/作者：区块链小帮手

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