論文の概要: Information Theoretic Key Agreement Protocol based on ECG signals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.07037v1
- Date: Fri, 14 May 2021 18:58:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-31 04:01:54.644042
- Title: Information Theoretic Key Agreement Protocol based on ECG signals
- Title（参考訳）: ECG信号に基づく情報理論キーコンセンサスプロトコル
- Authors: Anna V. Guglielmi, Alberto Muraro, Giulia Cisotto, Nicola Laurenti
- Abstract要約: 無線ボディエリアネットワーク(WBAN)は、個人が病院からリモートでバイタルをモニターできるようになり、人気が高まっている。
SARS-CoV-2パンデミックの広がりにより、携帯型パルスオキシメータとウェアラブル型心拍計が市場に出回っている。
2020年、私たちは前例のない医療侵害の増加を支援し、現在の世代のWBANの極端な脆弱性を明らかにしました。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.417312533172291
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Wireless body area networks (WBANs) are becoming increasingly popular as they
allow individuals to continuously monitor their vitals and physiological
parameters remotely from the hospital. With the spread of the SARS-CoV-2
pandemic, the availability of portable pulse-oximeters and wearable heart rate
detectors has boomed in the market. At the same time, in 2020 we assisted to an
unprecedented increase of healthcare breaches, revealing the extreme
vulnerability of the current generation of WBANs. Therefore, the development of
new security protocols to ensure data protection, authentication, integrity and
privacy within WBANs are highly needed. Here, we targeted a WBAN collecting ECG
signals from different sensor nodes on the individual's body, we extracted the
inter-pulse interval (i.e., R-R interval) sequence from each of them, and we
developed a new information theoretic key agreement protocol that exploits the
inherent randomness of ECG to ensure authentication between sensor pairs within
the WBAN. After proper pre-processing, we provide an analytical solution that
ensures robust authentication; we provide a unique information reconciliation
matrix, which gives good performance for all ECG sensor pairs; and we can show
that a relationship between information reconciliation and privacy
amplification matrices can be found. Finally, we show the trade-off between the
level of security, in terms of key generation rate, and the complexity of the
error correction scheme implemented in the system.
- Abstract（参考訳）: ワイヤレスボディエリアネットワーク(wbans)は、個人が病院から遠隔でバイタルや生理的パラメータを継続的に監視できるようになり、人気が高まっている。
SARS-CoV-2パンデミックの広がりにより、携帯型パルスオキシメータとウェアラブル型心拍計が市場に出回っている。
同時に、2020年には、前例のない医療侵害の増加を支援し、現在のwbansの極端な脆弱性を明らかにしました。
したがって、WBAN内のデータ保護、認証、整合性、プライバシを確保するための新しいセキュリティプロトコルの開発が不可欠である。
そこで我々は,各センサノードから各センサノードからECG信号を収集するWBANを対象とし,それぞれからパルス間間隔(R-R間隔)を抽出し,WBAN内のセンサペア間の認証を確保するために,ECGの固有ランダム性を利用する新たな情報理論鍵合意プロトコルを開発した。
適切な事前処理の後、ロバストな認証を保証する分析ソリューションを提供し、全てのECGセンサ対に優れた性能をもたらすユニークな情報整合行列を提供し、情報整合性とプライバシ増幅行列の関係を見いだせることを示す。
最後に,鍵生成率の観点からセキュリティレベルと,システムに実装されたエラー訂正方式の複雑さのトレードオフを示す。
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