We present Heart-to-Heart (H2H), a

We present Heart-to-Heart (H2H), a system to authenticate external medical device controllers and programmers to Implantable Medical Devices (IMDs). IMDs, which include pacemakers and cardiac defibrillators, are therapeutic medical devices partially or wholly embedded in the human body. They often have built-in radio communication to facilitate non-invasive reprogramming and data readout. Many IMDs, though, lack well designed authentication protocols, exposing patients to over-the-air attack and physical harm.

H2H makes use of ECG (heartbeat data) as an authentication mechanism, ensuring access only by a medical instrument in physical contact with an IMD-bearing patient. Based on statistical analysis of real-world data, we propose and analyze new techniques for extracting time-varying randomness from ECG signals for use in H2H. We introduce a novel cryptographic device pairing protocol that uses this randomness to protect against attacks by active adversaries, while meeting the practical challenges of lightweight implementation and noise tolerance in ECG readings. Finally, we describe an end-to-end implementation in an ARM-Cortex M-3 microcontroller that demonstrates the practicality of H2H in current IMD hardware.

Previous schemes have had goals much like those of H2H, but with serious limitations making them unfit for deployment---such as naively designed cryptographic pairing protocols (some of them recently broken). In addition to its novel analysis and use of ECG entropy, H2H is the first physiologically-based IMD device pairing protocol with a rigorous adversarial model and protocol analysis.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เรานำเสนอ Heart-to-Heart (H2H), ระบบการรับรองความถูกต้องของตัวควบคุมอุปกรณ์ภายนอกทางการแพทย์และโปรแกรมเมอร์ Implantable อุปกรณ์ทางการแพทย์ (IMDs) IMDs ซึ่งรวม pacemakers และ defibrillators หัวใจ มีอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่รักษาเป็นบางส่วน หรือทั้งหมดที่ฝังอยู่ในร่างกายมนุษย์ พวกเขามักจะมีในตัววิทยุสื่อสารเพื่ออำนวยความสะดวกการ reprogramming ไม่รุกรานและ readout ข้อมูล IMDs จำนวนมาก แม้ว่า ขาดโพรโทคอลการรับรองความถูกต้องที่ออกแบบมาดี เปิดเผยผู้ป่วยทัศน์โจมตีและทำร้ายร่างกายH2H ทำ ECG (ฮาร์ทบีทข้อมูล) ใช้เป็นกลไกการรับรองความถูกต้อง บริการเข้าถึงเฉพาะ โดยเครื่องมือทางการแพทย์ในผู้ป่วย IMD เรืองการติดต่อทางกายภาพ เราใช้ในการวิเคราะห์ทางสถิติของข้อมูลจริง เสนอ และวิเคราะห์เทคนิคใหม่สำหรับการดึงข้อมูลแตกต่างกันเวลา randomness จากสัญญาณ ECG เพื่อใช้ใน H2H เราแนะนำอุปกรณ์เข้ารหัสลับนวนิยายโพรโทคอลที่ใช้ randomness นี้เพื่อป้องกันการโจมตีโดยคู่แข่งที่ใช้งานอยู่ ในขณะที่เป้าของน้ำหนักเบาใช้งานและเสียงเผื่อใน ECG อ่านปฏิบัติ การจับคู่ สุดท้าย เราอธิบายสิ้นสุดเพื่อสิ้นสุดการนำไปใช้ในไมโครคอนโทรลเลอร์การคอร์เทกซ์แขน M 3 ที่แสดงให้เห็นการปฏิบัติจริงของ H2H ในปัจจุบัน IMD ฮาร์ดแวร์โครงร่างก่อนหน้ามีเป้าหมายมากเหมือนกับ H2H แต่ มีข้อจำกัดที่รุนแรงทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งาน---เช่น naively ออกแบบเข้ารหัสลับจับคู่โพรโทคอล (บางส่วนของพวกเขาเพิ่ง เสีย) วิเคราะห์นวนิยายของและใช้ของ ECG entropy, H2H เป็น physiologically ตาม IMD อุปกรณ์แรกจับคู่โพรโทคอลที่ มีความเข้มงวด adversarial รุ่นและโพรโทคอลวิเคราะห์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เรานำเสนอหัวใจเพื่อหัวใจ (H2H) ซึ่งเป็นระบบในการตรวจสอบควบคุมอุปกรณ์ทางการแพทย์จากภายนอกและการเขียนโปรแกรมเพื่อ Implantable อุปกรณ์การแพทย์ (IMDS) IMDS ซึ่งรวมถึงเครื่องกระตุ้นหัวใจและเครื่องช็อกไฟฟ้าหัวใจเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ในการรักษาบางส่วนหรือทั้งหมดฝังในร่างกายมนุษย์ พวกเขามักจะมีในตัววิทยุสื่อสารเพื่ออำนวยความสะดวก reprogramming ไม่รุกรานและข้อมูลที่อ่านได้ IMDS หลายคน แต่ขาดออกแบบมาอย่างดีโปรโตคอลการตรวจสอบเผยให้เห็นผู้ป่วยที่จะมากกว่าที่อากาศการโจมตีและทำร้ายร่างกาย. H2H ทำให้การใช้คลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ข้อมูลการเต้นของหัวใจ) เป็นกลไกการตรวจสอบเพื่อให้มั่นใจว่าการเข้าถึงโดยเฉพาะเครื่องมือทางการแพทย์ในการติดต่อทางกายภาพที่มี IMD แบกผู้ป่วย จากการวิเคราะห์ทางสถิติของข้อมูลจริงของโลกเราเสนอและวิเคราะห์เทคนิคใหม่สำหรับการสกัดการสุ่มเวลาที่แตกต่างจากสัญญาณคลื่นไฟฟ้าหัวใจเพื่อใช้ในการ H2H เราแนะนำอุปกรณ์การเข้ารหัสลับนวนิยายโปรโตคอลการจับคู่ที่ใช้การสุ่มนี้เพื่อป้องกันการโจมตีจากฝ่ายตรงข้ามที่ใช้งานอยู่ขณะที่การประชุมความท้าทายในทางปฏิบัติของการดำเนินงานที่มีน้ำหนักเบาและความอดทนในการอ่านเสียงคลื่นไฟฟ้าหัวใจ ในที่สุดเราจะอธิบายการดำเนินการแบบ end-to-end ใน ARM-Cortex ไมโครคอนโทรลเลอร์ M-3 ที่แสดงให้เห็นการปฏิบัติจริงของ H2H ในฮาร์ดแวร์ IMD ปัจจุบัน. รูปแบบก่อนหน้านี้ได้มีเป้าหมายเหมือนพวก H2H แต่มีข้อ จำกัด อย่างรุนแรงทำให้พวกเขาไม่เหมาะสำหรับ --- การใช้งานดังกล่าวได้รับการออกแบบอย่างไร้เดียงสาโปรโตคอลการจับคู่การเข้ารหัสลับ (บางส่วนของพวกเขาเมื่อเร็ว ๆ นี้หัก) นอกจากนี้การวิเคราะห์นวนิยายและการใช้งานของเอนโทรปีของคลื่นไฟฟ้าหัวใจ, H2H เป็นปฏิกิริยาที่ใช้โปรโตคอล IMD จับคู่อุปกรณ์ตัวแรกที่มีรูปแบบขัดแย้งอย่างเข้มงวดและการวิเคราะห์โปรโตคอล

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เรามอบหัวใจ ( h2h ) , ระบบการตรวจสอบควบคุมอุปกรณ์ทางการแพทย์และอุปกรณ์ทางการแพทย์จากโปรแกรมเมอร์ implantable ( IMDS ) IMDS ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ไฟฟ้า และหัวใจซื้อ มีการฝังอุปกรณ์ทางการแพทย์บางส่วนหรือทั้งหมดในร่างกายมนุษย์ พวกเขามักจะมีวิทยุสื่อสารในตัวเพื่อความสะดวกในการไม่รุกราน reprogramming และข้อมูลบน .IMDS มากมาย แต่ขาดการออกแบบโปรโตคอลการตรวจสอบเปิดเผยผู้ป่วยกว่าอากาศโจมตี และอันตรายทางกายภาพ

h2h ทำให้ใช้ของคลื่นไฟฟ้าหัวใจ ( ข้อมูลการเต้นของหัวใจ ) เป็นกลไกการตรวจสอบเพื่อให้มั่นใจเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงได้โดยเครื่องมือทางการแพทย์ในการติดต่อทางกายภาพกับแบริ่งเพื่อผู้ป่วย บนพื้นฐานของการวิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติจริงเรานำเสนอและวิเคราะห์เทคนิคใหม่สำหรับการแยกเวลาการสุ่มจากสัญญาณคลื่นไฟฟ้าหัวใจสำหรับใช้ใน h2h เราแนะนำอุปกรณ์การเข้ารหัสโปรโตคอลที่ใช้สุ่มจับคู่ใหม่นี้เพื่อป้องกันการโจมตีจากศัตรูอยู่ ขณะที่ความท้าทายในทางปฏิบัติของการใช้น้ำหนักเบาและทนเสียงในการอ่านคลื่นไฟฟ้าหัวใจในการประชุม ในที่สุดเราอธิบาย end ใช้แขนคอร์เทกซ์ m-3 ไมโครคอนโทรลเลอร์ ที่แสดงให้เห็นถึงการปฏิบัติจริงของ h2h ในฮาร์ดแวร์หรือปัจจุบัน

ก่อนหน้านี้แผนการมีเป้าหมายมากเช่นผู้ที่ h2h แต่ด้วยข้อจำกัดที่ร้ายแรงทำให้พวกเขาไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน --- เช่นยังออกแบบโปรโตคอลการเข้ารหัสจับคู่ ( บางส่วนของพวกเขาเพิ่งเสีย )นอกเหนือไปจากการวิเคราะห์นวนิยาย และใช้วัดค่า h2h เป็นครั้งแรกโดยการจับคู่กับอุปกรณ์เราใช้โปรโตคอลแบบขัดแย้งอย่างเข้มงวดและการวิเคราะห์โปรโตคอล