针对微型脑植入物的网络攻击以破坏自发神经信号传导
神经元与认知
2020-09-11 v2 密码学与安全
摘要
脑机接口（BCI）作为将计算系统与人脑融合以记录、刺激和抑制神经活动的系统而出现。多年来，BCI 技术的发展已转向可无缝植入大脑并能针对单神经元或小群体进行感测与控制的小型化设备。我们提出了一个激励性示例，突出两种有前景的微米级 BCI 技术的漏洞，表明现有方案缺乏安全和隐私原则。这种情况为影响神经元信号传导的一类新型网络攻击——神经元网络攻击——打开了大门。本文定义了前两种神经网络攻击：神经元泛洪（FLO）和神经元扫描（SCA），每种威胁都可能影响神经元的自然活动。本工作在神经元模拟器中实现了这些攻击，以确定它们对自发神经元行为的影响，定义了三个指标：脉冲数量、偏移百分比和脉冲离散度。若干实验表明，与自发行为相比，两种网络攻击都导致脉冲减少，并产生时间偏移上升和离散度增加。主要地，在关注脉冲数量和离散度的指标上，SCA 比 FLO 影响更大，而考虑偏移百分比时 FLO 的破坏性略强。然而，每种攻击的内在行为导致它们改变神经元信号传导的方式不同。FLO 适于对神经元活动产生即时影响，而 SCA 对长期神经信号传导的损害更有效。
引用
@article{arxiv.2007.09466,
title = {Cyberattacks on Miniature Brain Implants to Disrupt Spontaneous Neural Signaling},
author = {Sergio López Bernal and Alberto Huertas Celdrán and Lorenzo Fernández Maimó and Michael Taynnan Barros and Sasitharan Balasubramaniam and Gregorio Martínez Pérez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.09466},
year = {2020}
}