华大基因区块链白皮书
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前言大千世界的万物生长和生老病死都受控于生命的遗传密码——基因组。基因，记录了地球生命几十亿年的演化历史，基因资源的多样性是生命进化和物种分化的物质基础。亿万物种的多样化基因信息就是最天然的、高度压缩的，包合了时空维度的分布式数据库，海量生命数据的相互融合、变异与传承，共同造就了纷繁复杂的生物多样性。科学家们正是通过基因测序技术将物种数字化，然后进行数据分析和价值挖掘，用硅基比特记录和分析碳基生物沧海桑田的变迁，从而认 知人类自身与地球万物。
1999 年 9 月 9 日，华大基因伴随着国际人类基因组计划“中国部分”的正式启动而诞生。2001 年，由美、英、法、德、日和中国 6 个国家超过 3000 名科学家共同参与的第一个人类基因组草图绘制完成，耗时 13 年，所用总资金超过 30亿美元。十几年来，基因测序的成本以“超摩尔定律”的速度下降。2015 年以来，华大基因实现了核心测序工具的突破，相继推出多款国产自主测序平台，以 600美元的低价引领个人全基因组测序进入百元美金时代。目前全球已测序的高等动植物中（含未公布）约 70%由华大基因和合作者共同完成。2018 年 4 月，被誉为生物“登月计划”的地球生物基因组计划（Earth BioGenome Project，EBP）正式对外发布，华大基因也是该项目联合发起单位，计划在 10 年内对 1000 万至 1500万种的已知真核生物基因组进行破译，总经费预计需要 47 亿美元。通过数字化地球，全面破译解读亿万物种的遗传密码，推动人类在认知、理解、利用和保护生物多样性等方面迈上全新起点。
随着测序技术及多种生命数字化工具的突破，以大数据驱动的 “精准医疗” 和“精准健康”时代正在来临。生命是一个多层次的复杂系统，在时空中动态演变。华大基因创造性地提出了以“大人群生命组学大数据（2B4D）”的方法论来认知生 命，即从 DNA 开始，遵循生命中心法则，从基因组到蛋白组到跨组学贯穿，从微观到宏观、从生到死的跨尺度、多维度、多模态、全方位、全周期的海量全景式生命大数据解读。从国家层面看，2016 年 6 月，国务院办公厅发布《关于促进和规范健康医疗大数据应用发展的指导意见》，首次将健康医疗大数据提升到国家战略层面。同年 10 月发布的《“健康中国 2030”规划纲要》，也特别强调发展健康产业和医疗大数据、培育健康医疗大数据应用新业态。然而，该领域一直面临协同开放程度不高、权属不明确等问题，数据的采集、生产、存储、传输及计算分析等各流程都涉及到公民的隐私保护和数据安全问题，提升跨机构数据共享的互操作性，最大化发挥数据价值，都成为了刚性迫切的需求。
区块链作为一种集合分布式存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的组合式创新应用，为个人数据自治和跨机构共享交换，提供了崭新的解决方案。华大基因 自 2018 年 起开始布局 区块链 技术应用 并 加 入 了 超 级 账 本（Hyperledger），由内外部实际场景驱动，逐步推动技术落地，最终目标是与行业伙伴共同搭建基于区块链及密码学技术的数据流通生产级基础设施，以隐私保护为前提，以数据共享为目的，确保全流程可控制、可审计、可监管，从而支撑民生普惠、科学探索和产业应用，使相关主体（个人、政府、医疗机构、科研机构、国家基因库、企业等）共有、共为、共享，在生命时代将个人生命数据确权并将数据资源资产化，形成生命价值可定价、可流通、可交换的全新生态体系。
人类社会正由工业、信息时代加速迈向生命时代。“生优病少、健康长寿、温饱不愁、环境友好”，是美好生活与命运共同体的基础，是人类发展的最大刚需和终极目标。华大追求终极、挑战极限，依托生命“读写存”高效低成本工具，聚焦生命的解读、编写与合成，把“基因科技造福人类”的伟大目标转化为从我做起的内生动力。万物相形以生,众生互惠而成。基因是人人与生俱来的数据资源，存在即合理，人与人之间 0.1%的基因差别定义了人类的多样性，核心正是万物共生与协同，这与区块链所倡导的分布式价值交换不谋而合。与工业、信息时代单纯追求效率、成本的极限不同，生命时代的价值评估更加多维度与多样化。为推动区块链在生命大数据行业的应用，加速行业伙伴对其应用理解，华大区块链项目组编写了《华大区块链白皮书 V1.0》。
白皮书总结了华大对于区块链的理解及相关核心技术积累，分享了区块链及密码学在生命大数据共享、生物智 能计算、个人健康激励等实际应用场景的实践案例，并提出了相关建议。白皮书内容详尽、分析透彻、落地场景扎实，具有较好的参考价值。我们认为，从基础设施建设到最终大规模应用，没有捷径可走，在经过基础研发、概念验证、节点部署、开发测试等一系列流程后，华大逐步将生产级的联盟链 BaaS 平台开放给内部各体系及外部合作机构，共同推动行业发展，打造基于区块链的共赢生态。如果说生物技术（BT）的突破实现了生命大数据的精准量化，以区块链等为代表的新一代的信息技术（IT）则为生命价值的定价与交换提供了必须的基础设 施。我们坚信，“BT+IT”，两者深度耦合与互相反馈，必将共同构建生命时代全新的多方协作体系，进而推动人类“健康长寿”终极追求的实现。
目录
前言
导论
区块链简介
区块链兴起与演变之路
区块链主要优势特点
区块链核心关键技术
区块链未来发展趋势
区块链在健康医疗行业的应用
当前健康医疗行业数据问题概述
精准医疗 VS 隐私保护
国内外健康医疗行业的区块链应用现状
国外健康医疗行业的区块链应用
国内健康医疗行业的区块链应用
华大区块链
华大区块链的业务目标
华大区块链技术展望
华大区块链用来解决什么问题
设计原则
华大区块链技术架构
共识机制
密码学算法
基因数字 ID
碎片分布式存储
安全多方计算
华大区块链优势特色
隐私保护
安全共享
价值交互
华大区块链应用场景
区块链+跨组学数据：个人生命数据的价值流动
区块链+注册申报：医疗器械申报全流程管理
区块链+罕见病公益：许一个没有罕见病的未来
区块链+互助保险：HPV 检测保障计划
区块链+深度学习：从技术融合到生物智能
区块链+供应链：农产品智慧防伪溯源平台
拥抱生命大数据时代
术语与缩略语
参考文献
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