A Continuous User Authentication System Based on Galvanic Coupling Communication for s-Health

Abstract

Smart health (s-health) is a vital topic and an essential research field today, supporting the real-time monitoring of user’s data by using sensors, either in direct or indirect contact with the human body. Real-time monitoring promotes changes in healthcare from a reactive to a proactive paradigm, contributing to early detection, prevention, and long-term management of health conditions. Under these new conditions, continuous user authentication plays a key role in protecting data and access control, once it focuses on keeping track of a user’s identity throughout the system operation. Traditional user authentication systems cannot fulfill the security requirements of s-health, because they are limited, prone to security breaches, and require the user to frequently authenticate by, e.g., a password or fingerprint. This interrupts the normal use of the system, being highly inconvenient and not user friendly. Also, data transmission in current authentication systems relies on wireless technologies, which are susceptible to eavesdropping during the pairing stage. Biological signals, e.g., electrocardiogram (ECG) and electroencephalogram (EEG), can offer continuous and seamless authentication bolstered by exclusive characteristics from each individual. However, it is necessary to redesign current authentication systems to encompass biometric traits and new communication technologies that can jointly protect data and provide continuous authentication. Hence, this article presents a novel biosignal authentication system, in which the photoplethysmogram (PPG) biosignal and a galvanic coupling (GC) channel lead to continuous, seamless, and secure user authentication. Furthermore, this article contributes to a clear organization of the state of the art on biosignal-based continuous user authentication systems, assisting research studies in this field. The evaluation of the system feasibility presents accuracy in keeping data integrity and up to 98.66% accuracy in the authentication process.

LORENA: Low memORy symmEtric-Key geNerAtion Method for Based on Group Cryptography Protocol Applied to the Internet of Healthcare Things

“…By disregarding this bottleneck, the protocol can reach a bit time interval of 90 achieving 11.11 kbps throughput, which means that it can send a key in 0.0115 seconds. This data rate supports different applications, such as cryptography keys [3], user authentication [52], vital signs monitoring, and transmission.…”

Um Mecanismo de Compressão de Dados Local em Tempo Real Energeticamente Eficiente para Redes WBANs

“…A implementação dos módulos de compressão com e sem perdas ocorreu através da linguagem C++ e compilada para placas Arduino Uno e Mega ilustradas na Figura 5.2. Cada placa Arduino possui um microcontrolador ATmega de 16 MHz, mesmo microcontrolador utilizado em diversos dispositivos vestíveis (Nakayama et al, 2019). Elas operam com uma tensão de 5 V e possuem 10 bits de resolução em cada porta analógica para leitura dos sensores fisiológicos.…”

“…O dispositivo PPG tomou como base o sensor da empresa PulseSensor . Este sensor coleta os sinais através de um processo em que um transmissor LED emite luminosidade em alguma parte do corpo humano como pulso ou dedo, e paralelamente um diodo fotossensível mede a intensidade da luz absorvida pelos tecidos apiteliais (Nakayama et al, 2019;Tavares et al, 2020). Assim, se a quantidade de luz incidente no sensor permanecer constante, o valor do sinal permanece próximo de 512, ponto médio da resolução ADC de 10 bits do dispositivo Arduino.…”

Das Redes Vestíveis aos Sistemas Ciber-Humanos: Uma Perspectiva na Comunicação e Privacidade dos Dados

“…Os sinais biológicos possuem diferentes origens, sendo as mais comuns o coração (variação cardíaca), o cérebro (atividade cerebral), pulmões (frequência respiratória), os músculos (contração muscular), e a pele (atividade eletrodérmica). Em geral, esses sinais são únicos e exclusivos para cada pessoa, tornando-os elegíveis para utilização como chave em sistemas de autenticação [Nakayama et al 2019]. Dessa forma, ações não intrusivas para o usuário como caminhar, respirar, ou realizar gestos podem se tornar uma padrão para iniciar ou manter continuamente a autenticação em um sistema.…”

“…Em todos esses casos, é de extrema importância garantir a disponibilidade, a privacidade e a transmissão confidencial dos dados do usuário, do ambiente e das aplicações a um repositório centralizado de dados/nuvem de processamento [Datta et al 2018, Hafeez et al 2020, Nakayama et al 2019, Nogueira et al 2009]. Por exemplo, diferentes tipos de sensores geram tráfego de dados característico, que pode ser detectado no meio de outras transmissões e usado para estimar o tipo específico de monitoramento realizado em um determinado indivíduo e outras informações importantes [Dong et al 2019, Trimananda et al 2020, Al-Shawabka et al 2020, Prates et al 2020, Tahaei et al 2020].…”