مولد سلاسل عشوائية بالاعتماد على إشارة تخطيط القلب

العناوين الأخرى

Random bit sequence generator based on ECG signal

المؤلفون المشاركون

المحايري، محمد مازن
زينية، كريستين
حداد، مفيد

المصدر

مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية

العدد

المجلد 38، العدد 1 (31 مارس/آذار 2022)، ص ص. 30-42، 13ص.

الناشر

جامعة دمشق

تاريخ النشر

2022-03-31

دولة النشر

سوريا

عدد الصفحات

13

التخصصات الرئيسية

تكنولوجيا المعلومات وعلم الحاسوب

الملخص AR

شبكة الجسم اللاسلكية (Wireless Body Area Network WBAN) هي عبارة عن مجموعة من الحساسات اللاسلكية المتصلة مع بعضها البعض، تقوم بنقل البيانات الحيوية المقاسة من جسم الإنسان، تستخدم بدرجة أساسية في أنظمة العناية بالصحة.

في تلك الأنظمة يمكن أن يكون للهجمات الأمنية على البيانات الحيوية المتبادلة آثار سلبية قد تصل إلى تهديد حياة المريض.

لذلك فإن الحفاظ على سرية و سلامة المعلومات الصحية في WBAN هو مطلب أساسي جدا.

يعتبر توليد سلاسل البنات العشوائية (Random bit sequences RBSs) جانباً أساسيا في تحقيق حماية شبكات WBAN.

و لكن بسبب محدودية موارد تلك الشبكات، يتعذر استخدام مولدات الأرقام شبه العشوائية التقليدية فهي تستهلك الكثير من الطاقة و قدرة المعالجة، اقترح بعض الباحثين الاعتماد على القيم الحيوية في توليد السلاسل العشوائية و بالتحديد على قيم إشارة التخطيط الكهربائي للقلب (Electrocardiogram ECG) مما يقلل من استهلاك المواردولكن طرقهم تعاني من معدل إنتاج (throughput) منخفض لا يتناسب مع تطبيقات الرعاية الصحية التي تعمل في الزمن الحقيقي، استطعنا في هذا البحث تطوير مولد سلاسل عشوائية جديد بالاعتماد على إشارة ECG، يتمتع بمعدل إنتاج أفضل بعشرات أو مئات المرات من الطرق السابقة، كما أن المولد المطور يوفر استهلاك الموارد نظراً لاعتماده على عمليات حسابية بسيطة جدالتقييم المولد المقترحتم إنشاء سلاسل عشوائية طول كل منها 128 بت اعتبارا من مجموعتي بيانات ECG، المجموعة الأولى هي بيانات أشخاص أصحاء، أما المجموعة الثانية فهي بيانات الأشخاص يعانون من عدم انتظام في نبضات القلب (Arrhythmia).

تم قياس مدى العشوائية (Randomness) و التميز (Distinctiveness) في RBSs الناتجـة مـن خـلال تطبيق الاختبارات الإحصائية للمعهد الوطني للمعايير و التكنولوجيا (NIST) و مسافة هامينغ (Hamming Distance) و تم إثبات أن RBSs الناتجة صالحة للاستخدام في تطبيقات حماية المعلومات.

الملخص EN

A Wireless Body Area Network (WBAN) is a group of communicating wireless sensors that exchange biological values measured from a human body.

This network is used essentially in health care systems.

In such systems, security attacks on the exchanged biological data have negative effect and may threaten patient's life.

Therefore, maintaining the confidentiality and integrity of health information in WBAN is a very essential requirement.

The generation of random bit sequences (RBSs) is an essential aspect of protecting WBAN.

However, due to the very limited resources of these networks, traditional pseudorandom number generators cannot be used as they consume a lot of energy and processing power.

To reduce resource consumption in WBANS, some researchers suggested using biometrics in generating random bit sequences, specifically the electrocardiogram (ECG) signal.

Nevertheless, their methods suffer from low throughput that is inconsistent with healthcare applications in real time.

In this paper, we present a new random sequence generator based on ECG signal, which has a throughput tens or hundreds of times higher than previous methods.

In addition, the developed generator reduces resources consumption due to its very simple processing operations.

To evaluate the proposed generator, RBSs of 128 bits were generated from two ECG data sets, the first is for healthy people, and the second is for people who suffer from arrhythmia.

Randomness and distinctiveness of generated RBSS are measured by using the National Institute of Standards and Technology (NIST) statistical tests and hamming distance.

Thus, we have proved that the resulting RBSS are appropriate for information security applications.

نمط استشهاد جمعية علماء النفس الأمريكية (APA)

زينية، كريستين والمحايري، محمد مازن وحداد، مفيد. 2022. مولد سلاسل عشوائية بالاعتماد على إشارة تخطيط القلب. مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية،مج. 38، ع. 1، ص ص. 30-42.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1491835

نمط استشهاد الجمعية الأمريكية للغات الحديثة (MLA)

زينية، كريستين....[و آخرون]. مولد سلاسل عشوائية بالاعتماد على إشارة تخطيط القلب. مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية مج. 38، ع. 1 (2022)، ص ص. 30-42.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1491835

نمط استشهاد الجمعية الطبية الأمريكية (AMA)

زينية، كريستين والمحايري، محمد مازن وحداد، مفيد. مولد سلاسل عشوائية بالاعتماد على إشارة تخطيط القلب. مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية. 2022. مج. 38، ع. 1، ص ص. 30-42.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1491835

نوع البيانات

مقالات

لغة النص

العربية

الملاحظات

يتضمن مراجع ببليوجرافية : ص. 42

رقم السجل

BIM-1491835