Breath to Pair (B2P)：基于呼吸的可穿戴设备配对协议
密码学与安全
2021-07-27 v1 网络与互联网体系结构
摘要
我们提出 Breath to Pair (B2P)，这是一种用于可穿戴设备配对和共享密钥生成的协议，它利用佩戴者的呼吸活动来确保这些设备属于同一个体域网。我们假设设备利用不同类型的传感器来提取和处理呼吸信号。我们以分别使用呼吸电感体积描记术 (RIP) 和加速度计传感器的两个设备为例来说明 B2P。在配对中允许使用不同类型的传感器，使我们能够涵盖使用各种不同传感器的可穿戴设备。在实践中，这种传感器多样性带来了一系列挑战，限制了共享密钥建立算法生成匹配密钥的能力。两个主要障碍是设备之间缺乏同步，以及需要正确处理生成的密钥比特串之间由噪声引起的失配。B2P 通过利用变点检测 (CPD) 来检测呼吸信号中的突变，并将其出现时刻视为同步点，从而解决了同步挑战。任何潜在的失配都通过对呼吸信号进行最优量化和编码来处理，以最大化纠错率并最小化消息开销。对来自 30 名志愿者的数据集进行的广泛评估表明，我们的协议能够每 2.85 秒（大约一个呼吸周期）生成一个安全的 256 位密钥。我们特别关注了保护 B2P 免受设备仿冒攻击。
引用
@article{arxiv.2107.11677,
title = {Breath to Pair (B2P): Respiration-Based Pairing Protocol for Wearable Devices},
author = {Jafar Pourbemany and Ye Zhu and Riccardo Bettati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.11677},
year = {2021}
}