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File metadata and controls

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Crypt Beacon

概要

秘匿計算を用いてBeacon検索を安全に行う．

動作環境 (確認済)

  • Ubuntu 18.04
  • Node.js v8.10.0
  • python 3.6.7
  • Google Chrome 72.0.3626.121

流れ

ユーザ(Beacon利用者)はブラウザを用いてCrypto BeaconのWebページにアクセスする． Webページ上で検索対象を指定し，クエリをアプリケーションサーバに投げる． この際，クエリは暗号化されている． アプリケーションサーバ上で秘匿計算を行い，検索結果を暗号化したままユーザに返す． ブラウザが暗号を復号し，ユーザに検索結果を通知する．

リポジトリの説明

  • WebServerフォルダ : Crypto BeaconのWebページを表示するためのWebサーバに必要なファイルが入っている．
  • ApplicationServerフォルダ : アプリケーションサーバに必要なファイルが入っている．
  • その他 : アプリケーションサーバが依存しているリポジトリ群

インストール方法

ダウンロード

sudo apt install libgmp-dev libssl-dev
git clone --recursive https://github.com/cBioLab/Crypto-Beacon.git

Webサーバのインストール

cd Crypto-Beacon/WebServer
./init.sh

アプリケーションサーバのインストール

cd Crypto-Beacon/ApplicationServer/src
make
cd ..
mkdir tmp
npm install express body-parser morgan

利用方法

デフォルトではWebサーバ，アプリケーションサーバ，ブラウザすべて同じマシン上で動作させることを想定したパラメータとなっている．（パラメータの変更方法は下の項目で説明する）

Webサーバの起動

cd Crypto-Beacon/WebServer
python -m http.server 8080

アプリケーションサーバの起動

cd Crypto-Beacon/ApplicationServer
node she_server.js dummy0  #dummy0.bedをデータベースとする

上記の2つのサーバを起動した後，ブラウザでhttp://localhost:8080 にアクセスすることでデモを確認することができる．

Webサーバ，アプリケーションサーバ，ブラウザをそれぞれ別のマシンで動作させる場合

  • WebServer/crypt-beacon.jsのl.294，'http://localhost' を 'http://[アプリケーションサーバのIPアドレス]' に変更する
  • ブラウザでhttp://[WebサーバのIPアドレス]:8080 にアクセスする

ゼロ知識証明を利用する場合

  • WebServer/index.htmlのl.111,'name="zkpflag" value="off"'を'name="zkpflag" value="on"'に変更する
  • ApplicationServer/src/she_server_core.cppのl.19，'//#define USEZKP'を'#define USEZKP'に変更する

データの説明

bedファイル→posファイル

cd Crypto-Beacon/ApplicationServer/data
mkdir [directory for posfile]
python bed2list.py GRCh37.tsv [bedfile].bed [directory for posfile]

GRCh37.tsvは各染色体の塩基数を記録している．ここを変更した場合はWebServer/crypt-beacon.js内のパラメータも変更する必要がある．

dummy0のデータベースは以下のコマンドで作成した．

cd Crypto-Beacon/ApplicationServer/data
mkdir dummy0
python bed2list.py GRCh37.tsv bed/dummy0.bed dummy0/

posファイルの仕様

1行目 総要素数 (N)
2行目 1番目の要素
・・・
N+1行目 N番目の要素
  • i.posはi番目の染色体の情報，(23がchrX,24がchrY,25がchrM)
  • i.posのk番目の要素をe(i,k)とすると，e(i,k)/4が染色体上の座標，e(i,k) mod 4が変異を表している(A:0,C:1,G:2,T:3)．
  • 例えば，e(23,k) = 1001 => chrXの250番目の塩基にCの変異が存在する．