Using Vibration for Secure Pairing With Implantable Medical Devices: Development and Usability Study
Notice bibliographique
Résumé
Background: Implantable medical devices (IMDs), such as pacemakers, increasingly communicate wirelessly with external devices. To secure this wireless communication channel, a pairing process is needed to bootstrap a secret key between the devices. Previous work has proposed pairing approaches that often adopt a "seamless" design and render the pairing process imperceptible to patients. This lack of user perception can significantly compromise security and pose threats to patients. Objective: The study aimed to explore the use of highly perceptible vibrations for pairing with IMDs and aim to propose a novel technique that leverages the natural randomness in human motor behavior as a shared source of entropy for pairing, potentially deployable to current IMD products. Methods: A proof of concept was developed to demonstrate the proposed technique. A wearable prototype was built to simulate an individual acting as an IMD patient (real patients were not involved to avoid potential risks), and signal processing algorithms were devised to use accelerometer readings for facilitating secure pairing with an IMD. The technique was thoroughly evaluated in terms of accuracy, security, and usability through a lab study involving 24 participants. Results: Our proposed pairing technique achieves high pairing accuracy, with a zero false acceptance rate (indicating low risks from adversaries) and a false rejection rate of only 0.6% (1/192; suggesting that legitimate users will likely experience very few failures). Our approach also offers robust security, which passes the National Institute of Standards and Technology statistical tests (with all P values >.01). Moreover, our technique has high usability, evidenced by an average System Usability Scale questionnaire score of 73.6 (surpassing the standard benchmark of 68 for "good usability") and insights gathered from the interviews. Furthermore, the entire pairing process can be efficiently completed within 5 seconds. Conclusions: Vibration can be used to realize secure, usable, and deployable pairing in the context of IMDs. Our method also exhibits advantages over previous approaches, for example, lenient requirements on the sensing capabilities of IMDs and the synchronization between the IMD and the external device.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,012 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».