차세대 DNA 시퀀싱(NGS)은 맞춤형 의약품, 암 진단, 감염병 추적, 유전자 연구의 개발을 뒷받침하는 기술과 동일하지만, 해커들의 주요 대상이 될 수 있다. IEEE Access에 게재된 한 연구에 따르면, 이 강력한 시퀀싱 도구가 보안이 취약한 상태로 방치하면 데이터 침해, 개인정보 침해, 심지어 미래의 생물학적 위협에 악용될 수 있다는 우려가 커지고 있다.

포츠머스 대학교 컴퓨팅 학부의 나스린 안줌 박사가 이끄는 이 연구는 NGS 워크플로우 전체에 걸친 사이버 생물 보안 위협에 대한 최초의 포괄적인 연구 조사이다. NGS는 현대 생명공학의 초석으로, 빠르고 비용 효율적인 DNA 및 RNA 시퀀싱을 가능하게 하여 암 연구, 약물 개발, 농업 혁신 및 법의학 분야의 중요한 발전을 지원한다.

NGS 워크플로우 내의 시퀀싱 프로세스는 샘플 준비 및 시퀀싱부터 데이터 분석 및 해석까지 일련의 복잡하고 상호 의존적인 단계로 구성되며, 각 단계에는 고도로 특수화된 장비, 기술, 소프트웨어 및 연결 시스템이 필요하다. 이러한 단계들은 정확한 결과를 얻는 데 필수적이지만, 동시에 여러 취약점을 노출하기도 한다. 많은 DNA 데이터 세트가 온라인에서 공개적으로 접근할 수 있으므로 이 연구는 사이버 범죄자들이 이 정보를 감시, 조작 또는 악의적인 실험에 악용할 가능성이 있다고 경고한다.

안줌 박사는 "우리의 연구는 경종을 울리는 일입니다. 유전체 데이터 보호는 단순히 암호화하는 것만이 아닙니다. 아직 존재하지 않는 공격을 예측하는 것입니다. 정밀 의학의 미래를 어떻게 보호할 것인가에 대한 패러다임의 전환이 필요합니다."라고 이번 연구의 의견을 전달했다.

이 연구는 케임브리지 대학교 앵글리아 러스킨 대학의 컴퓨터 과학과, 글로스터셔 대학의 사이버 보안 및 컴퓨팅, 나르잔 대학의 컴퓨터 과학과 및 신흥 연구실, 샤히드 베나지르 부토 여자 대학의 미생물학과의 동료들과 협력하여 수행되었다.

샤히드 베나지르 부토 여자대학교의 미생물학자이자 공동 저자인 마린-울-하산 박사는 "유전체 데이터는 우리가 보유한 가장 개인적인 데이터 중 하나입니다. 만약 유출될 경우, 그 피해는 일반적인 데이터 유출보다 훨씬 심각합니다."라고 말했다.

연구팀은 해커와 악의적인 의도를 가진 사람들이 시스템을 악용하거나 공격하는 데 사용할 수 있는 새롭고 떠오르는 수법을 파악했습니다. 여기에는 합성 DNA로 인코딩된 악성코드, AI 기반 유전체 데이터 조작, 재식별 기술을 통한 신원 추적 등이 포함됩니다. 이러한 위협은 일반적인 데이터 유출을 넘어 개인의 사생활, 과학적 진실성, 그리고 국가 안보를 위협합니다.

안준 박사는 “사이버 생물 보안은 그 중요성에도 불구하고 가장 간과되고 제대로 이해되지 않는 연구 분야 중 하나로 남아 있으며, 전 세계 생물 보안에 심각한 공백을 남기고 있습니다. 우리의 DNA 정보가 안전하게 보호되고 선한 목적으로만 사용되게 하려면, 우리는 이 강력한 기술을 안전하게 유지할 방법을 찾기 위한 더 많은 연구와 협력을 촉구합니다.”라고 덧붙였다.

정부, 규제 기관, 자금 지원 기관, 학술 기관은 너무 늦기 전에 이 분야를 우선시하고 전담 연구, 교육, 정책 개발에 투자해야만 한다. 공조된 조치가 없다면 유전체 데이터는 감시, 차별, 심지어 생물테러에도 악용될 수 있습다. 현재의 보호 체계는 단편화되어 있으며, 학문 분야 간의 필수적인 협력도 부족하다. 성공적인 예방의 핵심은 컴퓨터 과학자, 생물정보학자, 생명공학자, 그리고 보안 전문가 간의 학제 간 협력이다. 이들은 함께 일하는 경우가 드물지만, 서로 협력할 필요성이 커지고 있다.

이 연구는 차세대 시퀀싱 과정 전체에서 발생할 수 있는 모든 위협에 대한 단일하고 명확한 목록을 제공함으로써 생물 보안을 개선할 수 있는 기반을 마련할 계기가 될 수 있다. 또한 이 논문은 안전한 시퀀싱 프로토콜, 암호화된 저장, AI 기반 이상 탐지 등의 실용적인 솔루션을 권장하여 훨씬 더 강력한 사이버 생물 보안의 기반을 마련한다.

이 연구는 British Council의 영국-사우디 챌린지 기금과 포츠머스 대학의 품질 관련 연구를 지원했다.

참조:
Nasreen Anjum, Hani Alshahrani, Asadullah Shaikh, Mahreen-Ul-Hassan, Mehreen Kiran, Shah Raz, Abu Alam. Cyber-Biosecurity Challenges in Next-Generation Sequencing: A Comprehensive Analysis of Emerging Threat Vectors. IEEE Access, 2025; 13: 52006 DOI: 10.1109/ACCESS.2025.3552069