Сохраняющие конфиденциальность “ метрики встреч ” могут замедлить будущие пандемии

В Национальном институте стандартов и технологий (NIST) исследователи применяют эту науку к концепции, которую они создали, под названием «метрики встреч».»Они разработали зашифрованный метод, который можно применить к такому устройству, как ваш телефон, чтобы помочь с конечной целью замедлить или предотвратить будущие пандемии. Метод также применим к пандемии COVID-19.
Их исследование объясняется в пилотном исследовании, опубликованном в Journal of Research of NIST.

Метрики встреч измеряют уровни взаимодействия между членами популяции. Уровень взаимодействия может быть количеством людей в ванной, которые разговаривают друг с другом, или группой людей, идущих по коридору. Существует множество уровней взаимодействия, потому что существует множество различных способов взаимодействия людей друг с другом в разных средах.

Предполагается, что для смягчения распространения инфекционного заболевания необходимо меньше общения и взаимодействия с людьми в сообществе. Меньшее взаимодействие между людьми означает меньшую вероятность передачи болезни от одного человека к другому. «Нам нужно измерить это. «Важно разработать технологию, чтобы измерить это, а затем посмотреть, как мы можем использовать эту технологию, чтобы сформировать нашу рабочую среду, чтобы замедлить будущие пандемии», – сказал исследователь NIST Рене Перальта, автор исследования NIST.
Представьте двух людей, идущих с противоположных концов коридора, которые встречаются посередине.

Чтобы записать это столкновение, каждый человек может иметь свой собственный телефон или устройство Bluetooth, которое передает сигнал, как только происходит встреча. Один из способов обозначить эту встречу – обмен идентификаторами устройств или псевдонимами.

Каждое устройство отправляет собственный псевдоним, который принадлежит самому устройству. Псевдонимы можно менять каждые 10 минут, чтобы обеспечить конфиденциальность личности человека.

Однако другой способ обозначить встречу между двумя людьми – это случайное число, которое не связано с устройством, которое носит каждый человек. Это то, что исследователи называют «идентификатором встречи».»Перальта разработала зашифрованную систему, которая использует идентификаторы встреч, чтобы не только измерять встречи между двумя людьми, но и повышать конфиденциальность личности этих двух людей от третьих лиц.
Современные подходы к снижению распространения инфекционных заболеваний среди населения включают системы уведомления о воздействии, также известные как отслеживание контактов, которые основываются на псевдонимах. Эти системы в настоящее время используются на смартфонах как способ цифрового отслеживания, если человек вступает в контакт с кем-то, кто заразился COVID-19.

Это может помочь медицинским работникам снизить распространение болезни за счет изоляции людей, подверженных риску заражения других.
Но преимущество метода NIST, использующего идентификаторы встреч, заключается в обеспечении конфиденциальности. Помеча каждой встречи случайным числом и не привязывая встречу к устройству, которое несет человек, это значительно усложняет кибер-злоумышленнику получение личности этого пользователя.
По словам исследователя NIST Анджелы Робинсон, который также является автором новой статьи, целевой аудиторией для этого подхода будет меньшее население в контролируемых условиях, таких как кампус NIST или дома престарелых. «Мы предлагаем другой подход к отслеживанию контактов с использованием показателей встреч.»

Сбор этих измерений того, как люди взаимодействуют друг с другом, может помочь лучше понять способы изменения рабочей среды, такие как изменение планировки зданий и установление правил мобильности, чтобы замедлить распространение болезней. Эти архитектурные изменения являются частью более долгосрочной цели. «Показатели встреч предоставят экспертам и чиновникам в области здравоохранения больше инструментов для понимания взаимодействия людей и случаев заражения», – сказал Перальта.

В рамках более широкой инициативы в NIST, в ходе которой различные группы встретились и прошли обсуждения, чтобы помочь справиться с пандемией COVID-19, Перальта и Робинсон сотрудничали с исследователем NIST Сэ Ву Намом, который разработал прототип устройства Bluetooth NIST, в котором используется криптографическая система, разработанная Peralta.

Устройство немного меньше размера игральной карты, его можно легко носить на шее человека или хранить в его кармане. Он имеет датчик для обнаружения сигнала Bluetooth, а также продолжительности и силы сигнала.

Сила сигнала используется для приблизительного определения расстояния между двумя людьми. Таким образом, если сигнал слабее, можно сделать вывод, что человек следует правильным правилам социального дистанцирования и его рост более 2 метров (6.56 футов) далеко.
Прототипы NIST полагаются на ультразвуковое определение расстояния, при котором устройство передает звуковую волну, и исследователи могут измерить время, необходимое звуковой волне, чтобы отразиться от объекта и вернуться к источнику.

Это означает, что время отражения пропорционально расстоянию, на котором целевой объект находится от источника, в данном случае от устройства. Ультразвуковой дальномер позволяет более точно определять расстояние между двумя людьми по сравнению с использованием только сигнала Bluetooth.

Исследователи также предлагают альтернативный протокол текущим подходам к отслеживанию контактов с использованием своего метода идентификаторов встреч. Альтернативное предложение состоит из трех частей: отчетность, хранилище на сервере и уведомление о подверженности рискам.

Человек, у которого диагностирован COVID, может добровольно и анонимно отправить свои идентификаторы встречи на центральный сервер. Затем сервер поддерживает текущее окно со всеми зарегистрированными идентификаторами столкновений.

Наконец, каждый день каждый человек, участвующий в отслеживании контактов, выполняет двухстороннее зашифрованное вычисление с сервером, чтобы получить количество идентификаторов встреч, которые есть как в их списке, так и в списке серверов. Это число является мерой риска для человека.
Важно отметить, что этот подход зависит от того, что каждый участник будет честным или хорошим актером при отправке своих идентификаторов встреч.

Более подробную информацию о подходе можно найти в статье.
Что касается следующих шагов, исследователи NIST надеются выйти за пределы сообщества NIST, чтобы работать с более широким исследовательским сообществом и инвестировать в метрики встреч, сохраняющие конфиденциальность.

Они также нацелены на дальнейшее развитие уже имеющихся методов, чтобы увидеть, как они выживут в сценариях, где есть реальные вредоносные угрозы. Чтобы узнать больше о других исследовательских проектах, направленных на борьбу с пандемией COVID-19, которые в настоящее время проводятся в NIST, посетите веб-портал NIST и COVID-19: https: // www.нист.правительство / коронавирус