面向生物纳米物联网的生物—网络接口技术与安全问题系统综述

合成生物学与纳米技术的进展有助于设计可用于控制、复用、修改和重新设计细胞结构的工具，并使工程师能有效地将生物细胞用作可编程基底以实现 Bio-Nano Things（生物纳米物，即生物嵌入式计算设备）。Bio-NanoThings 通常是微小、非侵入且可隐蔽的设备，可用于体内应用，如体内传感与驱动网络，而此类场合使用人造设备可能有害。这类（纳米级）设备可用于多种医疗场景，如连续健康监测、靶向给药与纳米手术。这些服务也可编组形成协作网络（即纳米网络），当连接到如 5G 等更高带宽外部网络时其性能有望提升。然而，为实现 IoBNT（Internet of Bio-Nano Things，生物纳米物联网）范式，还需通过动态接口设计将生物环境与技术景观无缝连接，以将人体的生化信号转换为等效电磁信号（反之亦然）。遗憾的是，这会使内部生物机制暴露于基于网络的感知与医疗驱动之下，带来潜在的安全与隐私隐患。本文全面综述了面向 IoBNT 架构的生物—网络接口，聚焦于 IoBNT 的生物—网络接口选项，如受生物学启发的生物电子器件、支持 RFID 的植入式芯片与电子纹身。本研究还识别了已知与潜在的安全及隐私漏洞，并给出供未来 IoBNT 设计与实现参考的缓解策略。