Compression and encryption of vital sign signals using an SoC-FPGA



Título del documento: Compression and encryption of vital sign signals using an SoC-FPGA
Revista: Dyna (Medellín)
Base de datos:
Número de sistema: 000537560
ISSN: 0012-7353
Autores: 1
1
Instituciones: 1Universidad del Valle, Cali, Valle del Cauca. Colombia
Año:
Periodo: Oct-Dic
Volumen: 88
Número: 219
Paginación: 147-154
País: Colombia
Idioma: Inglés
Resumen en español Este artículo presenta la implementación de un sistema de monitoreo remoto para señales biomédicas con soporte de ciberseguridad y compresión de señales de signos vitales y datos del paciente. Este sistema utiliza un microsistema de bajo costo para encriptar y comprimir la información utilizando el algoritmo de compresión sin pérdidas Lempel - Ziv - Welch (LZW) y el Estándar de Encriptación Avanzado (AES). En este caso, la biblioteca WolfSSL se utiliza para la implementación del protocolo Transport Layer Security (TLS), cuya función para la encriptación es acelerada por el procesador AES diseñado sobre un dispositivo SoC-FPGA. Se realizaron pruebas de transmisión de datos desde el sistema de medición a la aplicación software desarrollada en LabVIEW e implementada en un computador personal (PC), donde se desencriptan y descomprimen los signos vitales y los datos del paciente. El microsistema puede ser utilizado en plataformas e-health y/o dispositivos e-health que utilizan redes de comunicación no seguras con ancho de banda limitado.
Resumen en inglés This article presents the implementation of a remote monitoring system of biomedical signals with cybersecurity support and compression of vital sign signals and data of the patient. This system uses a low-cost microsystem for encrypting and compressing the information using the Lempel-Ziv-Welch (LZW) lossless compression algorithm and the Advanced Encryption Standard (AES). In this case, the WolfSSL library is used to implement the Transport Layer Security (TLS) protocol, whose encryption function is accelerated by the AES processor designed on a System on Chip - Field Programmable Gate Array (SoC-FPGA) device. Data transmission tests were carried out from the measurement system to the monitoring application developed in LabVIEW and implemented on a Personal Computer (PC), where vital signs and data of the patient are decrypted and decompressed. The microsystem is suitable for e-health platforms and/or e-health devices that use unsecured communication networks with limited bandwidth.
Palabras clave: AES,
Algoritmo LZW,
Compresión de datos,
Encriptación,
Señales biomédicas,
SoC-FPGA
Keyword: AES algorithm,
Biomedical signals,
Data compression,
Encryption,
LZW algorithm,
SoC-FPGA
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