Notícia com publicação científica
Novo protocolo de segurança protege dispositivos médicos implantáveis de ameaças cibernéticas
Tecnologia usa uma ‘falha’ de posicionamento da fonte externa de energia do dispositivo como autenticador físico local
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21 de março de 2025, 11:35

Fonte

Silvia Cernea Clark, Universidade Rice

Publicação Original

Universidade Rice

Áreas

Bioeletrônica, Computação, Dispositivos Vestíveis, Engenharia Biomédica, Sistemas de Controle, Telemedicina, Urgência e Emergência

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Resumo

Pesquisadores apresentaram recentemente em uma conferência nos EUA uma solução para autenticação em duas etapas do acessso a dispositivos médicos implantáveis miniaturizados sem fio.

Com foco na segurança do paciente, a tecnologia usa o que seria uma ‘falha’ de posicionamento da fonte externa de alimentação como um autenticador físico local para o acesso ao dispositivo, inclusive por equipes de emergência.

A inovação resolve o problema de acesso indevido a senhas de comunicação com o dispositivo e ainda permite que socorristas acessem o dispositivo sem precisar de credenciais pré-compartilhadas.

Foco do Estudo

Desenvolver nova tecnologia de autenticação segura que aumente a segurança de dispositivos médicos implantáveis sem fio

Por que é importante?

Os implantes bioeletrônicos inteligentes prometem revolucionar os cuidados de saúde, dando aos médicos acesso remoto para monitorar e ajustar tratamentos.

Um implante cerebral profundo, um marcapasso ou uma bomba de insulina são exemplos de dispositivos médicos implantáveis, potencialmente alimentados por fonte externa de energia, que estão melhorando a qualidade de vida de pacientes.

Porém, à medida que as tecnologias desses dispositivos implantáveis inteligentes avançam, eles também podem se tornar mais vulneráveis: invasões cibernéticas podem sequestrar os comandos dos dispositivos, podendo causar falhas fatais.

Estudo

Na Universidade Rice, nos EUA, o Dr. Kaiyuan Yang lidera uma equipe de pesquisadores no Laboratório de Microssistemas Seguros e Inteligentes que está trabalhando na proteção de dispositivos médicos bioeletrônicos implantáveis e sem fio contra ataques cibernéticos.

“Tais implantes, alimentados sem fio e conectados à internet por meio de um hub vestível, podem fazer uma grande diferença para a autonomia e qualidade de vida de pessoas que vivem com condições crônicas como epilepsia ou depressão resistente ao tratamento, por exemplo”, destacou o professor Kaiyuan Yang.

Mas os avanços da tecnologia de implantes sem fio também podem trazer um risco sério: hackers podem interceptar comunicações, roubar senhas ou enviar comandos falsos, ameaçando a segurança do paciente.

Em um trabalho recente apresentado na Conferência Internacional de Circuitos de Estado Sólido (ISSCC), o professor Yang e sua equipe revelaram um protocolo de autenticação pioneiro para implantes sem fio, sem bateria e ultraminiaturizados que garante que esses dispositivos permaneçam protegidos enquanto ainda permitem acesso de emergência.

Chamado de magnetoelectric datagram transport layer security, ou ME-DTLS, o protocolo explora uma peculiaridade da transferência de energia sem fio, uma tecnologia que permite que implantes médicos sejam alimentados externamente e não precisem de bateria. Neste caso, quando a fonte de energia externa – o hub externo usado pelo paciente – se move ligeiramente fora do alinhamento, a quantidade de energia que o implante recebe flutua.

“O movimento lateral ou de um lado para o outro [da fonte externa de energia] causa um desalinhamento de sinal que geralmente é considerado uma falha nesses sistemas, mas nós o transformamos em um recurso de segurança ao transmitir valores binários para movimentos específicos com total consciência do paciente”, explicou o professor Yang.

Ao codificar movimentos curtos como ‘1’ e movimentos mais longos como ‘0’, o protocolo permite que os usuários insiram um padrão de acesso seguro apenas movendo a fonte externa de uma maneira específica. Essa entrada baseada em padrões atua como um segundo fator de autenticação, já usado em várias aplicações atualmente.

À medida que a tecnologia biomédica avança, os riscos da segurança estão se tornando cada vez mais críticos

Dr. Kaiyuan Yang, professor de Engenharia Elétrica e de Computação e pesquisador do Laboratório de Microssistemas Seguros e Inteligentes da Universidade Rice

Resultados

A inovação resolve dois grandes problemas em segurança cibernética médica. Primeiro, ela protege contra senhas roubadas, exigindo uma etapa de confirmação física que não pode ser falsificada remotamente. Segundo, ela garante que os socorristas possam acessar o dispositivo sem precisar de credenciais pré-compartilhadas. Assim, se um paciente estiver inconsciente ou não puder fornecer uma senha, o implante transmite um sinal de autenticação temporário que só pode ser detectado a curta distância.

“Isso garante que apenas um dispositivo autorizado próximo possa acessar o implante. Em emergências, o implante verifica o socorrista ou médico pelo padrão que eles desenham e lhes dá acesso mesmo se não houver conexão com a internet”, destacou o Dr. Kaiyuan Yang.

Os pesquisadores testaram o método de entrada de padrões com voluntários e observaram que ele reconheceu corretamente os padrões em 98,72% das vezes, provando que sua solução é confiável e fácil de usar. A equipe também desenvolveu um método rápido e de baixo consumo de energia para o implante enviar dados de volta de forma segura e eficaz.

Até onde sabemos, somos os primeiros a utilizar a falha natural da transferência de energia sem fio para enviar informações seguras ao implante e permitir autenticação segura de dois fatores em implantes miniaturizados. Comparado a outras soluções, nosso design oferece o melhor equilíbrio entre segurança, eficiência e confiabilidade

Dr. Kaiyuan Yang, professor de Engenharia Elétrica e de Computação e pesquisador do Laboratório de Microssistemas Seguros e Inteligentes da Universidade Rice

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Kaiyuan Yang

Professor de Engenharia Elétrica e de Computação e pesquisador do Laboratório de Microssistemas Seguros e Inteligentes da Universidade Rice

Instituições Citadas

Publicação

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a revista científica IEEE Xplore (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Universidade Rice (em inglês).

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