基于 ECG 信号的信息论密钥协商协议
密码学与安全
2021-05-18 v1 计算机与社会
信号处理
摘要
无线体域网（WBANs）正变得越来越普及，因为它们允许个人在医院外远程持续监测其生命体征和生理参数。随着 SARS-CoV-2 大流行的蔓延，市场上便携式脉搏血氧仪和可穿戴心率检测器的供应激增。与此同时，在 2020 年我们见证了医疗数据泄露前所未有的增加，揭示了当前一代 WBANs 的极度脆弱性。因此，亟需开发新的安全协议以确保 WBANs 内的数据保护、认证、完整性和隐私。在此，我们针对一个从个体身体上不同传感器节点采集 ECG 信号的 WBAN，从每个节点提取脉冲间间期（即 R-R 间期）序列，并开发了一种新的信息论密钥协商协议，该协议利用 ECG 的固有随机性来确保 WBAN 内传感器对之间的认证。经过适当的预处理，我们提供了一种确保鲁棒认证的分析解；我们给出了一种唯一的信息协调矩阵，其对所有 ECG 传感器对均具有良好的性能；并且我们可以证明信息协调矩阵与隐私放大矩阵之间存在关系。最后，我们展示了在密钥生成率意义上的安全级别与系统中实现的纠错方案复杂度之间的权衡。
引用
@article{arxiv.2105.07037,
title = {Information Theoretic Key Agreement Protocol based on ECG signals},
author = {Anna V. Guglielmi and Alberto Muraro and Giulia Cisotto and Nicola Laurenti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.07037},
year = {2021}
}