As healthcare systems become increasingly interconnected, ensuring secure and continuous device authentication in health information exchange (HIE) networks is critical to safeguarding patient data and clinical operations. In this context, this paper proposes a novel cross-layer authentication scheme for HIE networks that integrates cryptographic mechanisms with physical (PHY) layer-based authentication to ensure reliable communication while minimizing computational and communication overheads. The initial authentication phase leverages a traditional public key infrastructure (PKI)-based approach, employing elliptic curve cryptography (ECC) and digital certificates to verify the legitimacy of communicating devices. Simultaneously, it extracts unique hardware-level features such as carrier frequency offset (CFO) and quadrature skewness from the devices. These features are then used to train a machine learning (ML) model during an offline phase managed by a regional centralized authority (RCA). For re-authentication, the system re-extracts these PHY-layer features from incoming orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols and verifies the device identity in real-time using the trained ML classifier. This cross-layer strategy enables continuous, lightweight identity verification without the need to exchange and validate cryptographic signatures for each message, thereby reducing system overhead. The proposed scheme further enhances privacy through the use of encrypted, frequently refreshed pseudo-identities, ensuring unlinkability and resistance to identity tracking. A formal security analysis using Burrows-Abadi-Needham (BAN) logic demonstrates the scheme's robustness against various threats, including impersonation, man-in-the-middle (MitM), replay, and Sybil attacks.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

数字化健康白皮书,17页pdf
专知会员服务
110+阅读 · 2021年1月6日
专知会员服务
48+阅读 · 2020年12月4日
中国高速铁路信息化现状及智能化发展
科技导报
10+阅读 · 2019年4月19日
车路协同构建“通信+计算”新体系
智能交通技术
11+阅读 · 2019年3月26日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【知识图谱】知识图谱+人工智能=新型网络信息体系
产业智能官
14+阅读 · 2018年11月18日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
20+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
13+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
8+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
12+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关资讯
中国高速铁路信息化现状及智能化发展
科技导报
10+阅读 · 2019年4月19日
车路协同构建“通信+计算”新体系
智能交通技术
11+阅读 · 2019年3月26日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【知识图谱】知识图谱+人工智能=新型网络信息体系
产业智能官
14+阅读 · 2018年11月18日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
20+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员