NIST 저비용 블루투스 시스템, 프라이버시 보호하며 질병 확산 추적

질병 확산을 제한하면서 프라이버시를 보존하기 위한 노력에서, 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 학제간 연구팀은 사람이나 동물이 서로 밀접 접촉했을 때를 감지할 수 있는 저비용 장치와 방법을 설계하고 테스트했습니다.

착용형 장치는 상용 블루투스 무선 하드웨어와 NIST 암호화 기능을 결합합니다. 착용자 간 거리 추정은 항상 신뢰할 수는 없지만, NIST 시스템은 사람과 동물이 공간을 어떻게 이동하고 상호작용하는지 연구하는 데 유용할 수 있습니다. 이 시스템은 특정 환경에서 일관되게 사용되지 않고 프라이버시가 덜 보장될 수 있는 스마트폰 기반 접촉 추적보다 장점을 제공할 수 있습니다.

10가구 17명의 자원봉사자가 정상 활동 중 시스템 성능에 대한 NIST 연구에 참여했습니다. 장치는 착용하거나 집에 배치되어 하루 최소 1시간 동안 데이터를 수집했습니다. 연구자들은 장치가 수신한 무선 신호 강도를 측정하여 착용자 간 거리를 추정했습니다. 질병통제예방센터(CDC)의 밀접 접촉 정의를 기반으로, 착용자가 최소 15분 동안 2미터 이내로 접근했을 때 '조우(encounter)'가 발생한 것으로 정의했습니다. 참가자들은 또한 언제 얼마나 오랫동안 조우했다고 생각했는지 수동으로 기록하도록 요청받았습니다.

결과는 수신된 무선 신호 강도와 착용자 간 거리 사이에 어느 정도 상관관계가 있음을 보였지만, 사용자가 향하는 방향 같은 변수 효과로 인해 추정은 신뢰할 수 없었습니다. 또한 얼마나 많은 거리 오차가 허용 가능한지, 밀접 조우가 질병 전파에 미칠 가능성 측면에서 적절히 정의되었는지 같은 트레이드오프 처리 방법에 대한 불확실성도 있었습니다.

"아무도 그 트레이드오프를 이해하지 못한다고 생각합니다. 질병 확산을 막기 위해 최적화를 어떻게 해야 할지 아무도 모릅니다."라고 NIST 펠로우 Sae Woo Nam은 말했습니다. "하지만 이 시스템은 사람들이 어떻게 서로 조우하는지에 대한 데이터를 수집하기 시작하게 하여 질병 확산을 막는 개입을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다."

더 많은 무선 채널, 더 나은 안테나, 초음파 거리 측정 같은 추가 센싱 방법 사용으로 장치 성능이 개선될 수 있습니다. 하지만 현재 상태でも, NIST 방법은 COVID-19를 유발하는 것과 같은 공기 매개 바이러스 전파 가능성이 있는 접촉을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 시스템은 환기가 나쁜 구역(엘리베이터 등)의 고정 지점에 장치를 장착하여 팬데믹 회복력을 위한 건물 설계에 도움이 될 수 있다고 Nam은 말했습니다. 스마트폰이 지속적으로 모니터링되지 않는 요양원 같은 환경이나, 질병 확산 제한을 위해 동물 상호작용을 이해하기 위한 동물 추적에도 유용할 수 있습니다.

"질병이 동물 떼를 전멸시키고 우리 식량 공급을 위협합니다."라고 Nam은 말했습니다. "이건 식량 안보를 위해 생각해야 할 문제입니다. 우리는 또한 동물을 인간적으로 대우하고 싶고, 이건 동물이 병들지 않게 하고 어떻게 병드는지 이해하는 도구입니다."

NIST 시스템은 안전한 웹 거래에 사용되는 것과 유사한 암호화 방법을 사용합니다. 무선으로 전송된 공개 암호화 키를 결합하여 각 조우에 고유한 공유 비밀 키를 만듭니다. 두 장치가 가까움을 감지하면 난수 기반으로 고유한 암호화 조우 ID를 생성합니다. 이는 장치 ID 방송으로 인한 사이버 공격을 방지합니다. 조우 ID는 장치나 착용자와 연결되지 않아 프라이버시를 보존합니다. 조우에 대한 익명화된 데이터는 건물(또는 다른 공간) 사용에 대한 정보를 제공하여 안전한 수용 인원과 환경 제어에 대한 결정을 알릴 수 있습니다.