针对侵入式脑机接口、影响需视觉能力任务完成的神经元干扰网络攻击
密码学与安全
2021-05-25 v1
摘要
侵入式脑机接口(BCI)广泛应用于医疗应用场景，以不同目的记录、刺激或抑制神经活动。例如刺激某些脑区以减轻帕金森病所致影响。尽管近年取得进展，BCI的网络安全仍是一项开放挑战，因为攻击者可利用侵入式BCI的漏洞诱导恶意刺激或治疗中断，影响神经元活动。本工作中，我们设计并实现一种新颖的神经元网络攻击，称为神经元干扰(JAM)，其阻止神经元产生脉冲。为实现并度量JAM的影响，且由于哺乳动物缺乏现实的神经元拓扑，我们定义了一个用例：以训练好的卷积神经网络(CNN)使小鼠走出特定迷宫。所得模型已被转化为一种神经拓扑，模拟小鼠视觉皮层的一部分。我们度量了JAM对生物与人工网络的影响，分析攻击如何同时破坏自发神经信号传导以及小鼠走出迷宫的能力。此外，我们比较了JAM与FLO(一种已有神经攻击)的影响，表明JAM在神经元脉冲率方面产生更高影响。最后，我们讨论了若植入式BCI对目标脑区具有全面电极覆盖，JAM与FLO攻击是否及如何诱导神经退行性疾病效应。
引用
@article{arxiv.2105.10997,
title = {Neuronal Jamming Cyberattack over Invasive BCI Affecting the Resolution of Tasks Requiring Visual Capabilities},
author = {Sergio López Bernal and Alberto Huertas Celdrán and Gregorio Martínez Pérez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.10997},
year = {2021}
}