Безопасность на основе физиологических сигналов
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Сети областей тела (BAN) по своей сути представляют собой киберфизические системы, которые взаимодействуют с телом человека с помощью датчиков для сбора, обработки и передачи данных о здоровье (жизненно важных сигналов, температуры, давления) от человека. Эта информация из среды, которая уже собирается, может быть использована для обеспечения безопасности BAN.
Безопасность на основе физиологической ценности (PVS) использует жизненно важные сигналы человеческого тела, которые собираются во время операции мониторинга состояния здоровья, чтобы обеспечить полезную безопасность для BAN. [1]
Свойства ПВС
[ редактировать ]Для успешной работы PVS разработанная схема должна обладать следующими свойствами:
- Ключи, предоставляемые PVS для обеспечения безопасности, длинные и случайные (основное требование любого протокола безопасности).
- Знание физиологических сигналов в любой момент не даст значительного преимущества в знании ключей, согласованных при будущих реализациях схемы, т. е. разницы во времени (необходимой для того, чтобы злоумышленник не смог угадать будущие значения функции на основе текущих).
- Физиологические стимулы, используемые для PVS, универсальны (гарантируют, что датчики в разных местах могут измерять один и тот же сигнал).
- Знание физиологической ценности одного человека не даст значительного преимущества в угадывании ключей, согласованных датчиками на другом человеке, то есть отличительности.
Реализация PVS с использованием сигналов фотоплетизмограммы (PPG).
[ редактировать ]Протокол соглашения о ключах (PKA) на основе плетизмограммы использует сигналы PPG для предоставления инфраструктуры PVS для BAN. Он обеспечивает безопасное соглашение о ключах между двумя датчиками, которые хотят общаться в BAN.
ПКА разделен на четыре основных этапа, как показано на рисунке 1:
- Обнаружение. Сигналы PPG считываются с помощью плат пульсоксиметра Smith Medical. Частота дискретизации прибора составляла 60 Гц. Два сообщающихся датчика зарегистрировали сигналы PPG в течение 12,8 секунды.
- Генерировать функции
- Характеристики частотной области были созданы путем выполнения 256-точечного оконного БПФ с перекрытием измеренного сигнала. Сигнал был разделен на пять окон Хэмминга с перекрытием 50. Первые 32 коэффициента БПФ каждого из окон объединяются для формирования характеристик частотной области. Вычисление БПФ показано на рисунке 2.
- Обнаружение пиков. Пики (максимумы) на кривой коэффициента БПФ обнаруживались путем обнаружения внезапного изменения наклона (от положительного к отрицательному) кривой. Отмечали как пиковый индекс, так и пиковые значения.
- Квантование. Индексы пиков были представлены в 8-битном двоичном формате (поскольку они могли принимать значения только от 1 до 160). Пиковые значения были повторно квантованы на 16 неоднородных уровней. Первые двенадцать уровней были экспоненциальными, а следующие четыре уровня — линейными. Основная причина этого заключалась в извлечении изменений в высокочастотных компонентах (с низкими значениями коэффициентов) в БПФ. Таким образом, пиковые значения были квантованы в 5-битные двоичные числа.
- Безопасная передача функций: примитив безопасности Fuzzy Vault использовался для безопасной передачи функций от передающего датчика к принимающему датчику.
- Выберите Общие функции.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Черукери, Шрирам; Венкатасубраманиан, Кришна К.; Гупта, Сандип К.С. (октябрь 2003 г.). Biosec: биометрический подход для обеспечения безопасности связи в беспроводных сетях биосенсоров, имплантированных в тело человека . Семинары по параллельной обработке, 2003. Гаосюн, Тайвань. дои : 10.1109/MILCOM.2008.4753199 .
- Венкатасубраманиан, Кришна К.; Банерджи, Аян; Гупта, Сандип К.С. (ноябрь 2008 г.). Безопасная межсенсорная связь на основе плетизмограмм в сетях областей тела . Конференция IEEE по военной связи (MILCOM'08). Сан-Диего, Калифорния. дои : 10.1109/MILCOM.2008.4753199 .
- Венкатасубраманиан, Кришна К.; Гупта, Сандип К.С. (июль 2010 г.). «Эффективные и полезные решения безопасности на основе физиологической ценности для сетей датчиков тела». Транзакции ACM в сенсорных сетях . 6 (4): 1–36. дои : 10.1145/1777406.1777410 . S2CID 13269926 .
- Венкатасубраманиан, Кришна К.; Банерджи, Аян; Гупта, Сандип К.С. (январь 2010 г.). «PSKA: удобная и безопасная схема соглашения о ключах для сетей тела». Транзакции IEEE по информационным технологиям в биомедицине . 14 (1): 60–8. дои : 10.1109/TITB.2009.2037617 . ПМИД 20007032 . S2CID 1511743 .