Transmissão BLE Segura de Sinais Vitais para Biomonitorização sem fios de Pacientes

Abstract

With the increasing need to ensure the assistance, comfort, and well-being of patients, we have seen relevant technological advances in healthcare. Despite the evident benefits of healthcare digitization, it also brings security and privacy challenges. This dissertation is part of the Wireless biOmonitoring stickers and smart bed architecture: toWards Untethered Patients (WoW) project and seeks to present a solution to the problem of data security and privacy, through the implementation of a secure transmission for patients' vital signs data collected via an Internet of Things (IoT) node embedded in a hospital bed. The main goal of this work is to provide secure communication of vital data and to ensure that only people with proper authorization can access them. In addition, the robustness of the system against cybersecurity attacks should be guaranteed, as this transmission involves sensitive personal data. Therefore, the work focuses on the development and integration of security mechanisms such as encryption, authentication and physical pairing via Near Field Communication (NFC) in wireless communication using Bluetooth Low Energy (BLE) technology. The implemented mechanisms are validated through exhaustive experimental tests performed in a controlled laboratory environment. Furthermore, the work carried out in this dissertation culminates in a comparative performance study between secure and insecure communication, weighing the advantages and disadvantages of both approaches.

Com a crescente necessidade de garantir os cuidados de saúde, o conforto e o bem-estar dos pacientes, temos assistido a avanços tecnológicos relevantes na área da saúde. Apesar das evidentes vantagens da digitalização da saúde, esta traz também desafios ao nível da segurança e da privacidade. Esta dissertação encontra-se inserida no projeto Wireless biOmonitoring stickers and smart bed architecture: toWards Untethered Patients (WoW) e procura apresentar uma solução para o problema da segurança e privacidade de dados, através da implementação de transmissão segura de sinais vitais de pacientes, que são adquiridos por um nó de Internet das Coisas (IoT) embutido numa cama de hospital. O principal objetivo deste trabalho é assegurar as comunicações de dados vitais, garantindo que apenas as pessoas com a devida autorização podem aceder a estes. Para além disso, pretende-se garantir a robustez do sistema contra ataques de cibersegurança devido à sensibilidade dos dados pessoais envolvidos nesta transmissão. Assim sendo, o trabalho centra-se em desenvolver e integrar mecanismos de segurança como encriptação, autenticação e emparelhamento físico via Near Field Communication (NFC) na comunicação sem fios através da tecnologia Bluetooth Low Energy (BLE). Os mecanismos implementados são validados através de testes experimentais exaustivos realizados em laboratório num ambiente controlado. Além disso, o trabalho desenvolvido nesta dissertação tem ainda como desfecho a realização de um estudo comparativo de desempenho entre a comunicação segura e não segura, pesando os prós e os contras de ambas as abordagens.