Wireless sensing technologies can now detect heartbeats using radio frequency and acoustic signals, raising significant privacy concerns. Existing privacy solutions either protect from all sensing systems indiscriminately preventing any utility or operate post-data collection, failing to enable selective access where authorized devices can monitor while unauthorized ones cannot. We present a key-based physical obfuscation system, PrivyWave, that addresses this challenge by generating controlled decoy heartbeat signals at cryptographically-determined frequencies. Unauthorized sensors receive a mixture of real and decoy signals that are indistinguishable without the secret key, while authorized sensors use the key to filter out decoys and recover accurate measurements. Our evaluation with 13 participants demonstrates effective protection across both sensing modalities: for mmWave radar, unauthorized sensors show 21.3 BPM mean absolute error while authorized sensors maintain a much smaller 5.8 BPM; for acoustic sensing, unauthorized error increases to 42.0 BPM while authorized sensors achieve 9.7 BPM. The system operates across multiple sensing modalities without per-modality customization and provides cryptographic obfuscation guarantees. Performance benchmarks show robust protection across different distances (30-150 cm), orientations (120{\deg} field of view), and diverse indoor environments, establishing physical-layer obfuscation as a viable approach for selective privacy in pervasive health monitoring.


翻译:无线传感技术现已能够利用射频与声学信号检测心跳,引发了显著的隐私关切。现有隐私保护方案要么不加区分地屏蔽所有传感系统从而完全丧失实用性,要么仅在数据采集后进行处理,无法实现授权设备可监测、非授权设备无法访问的选择性访问控制。本文提出一种基于密钥的物理混淆系统——PrivyWave,该系统通过在密码学确定的频率上生成受控的伪装心跳信号来解决这一难题。未经授权的传感器接收到真实信号与伪装信号的混合波形,在无密钥条件下无法区分二者;而授权传感器则利用密钥滤除伪装信号,恢复出精确测量结果。我们在13名参与者身上进行的评估表明,该系统在两种传感模态下均能提供有效保护:对于毫米波雷达,未授权传感器的平均绝对误差达21.3 BPM,而授权传感器可保持低至5.8 BPM的误差;对于声学传感,未授权误差上升至42.0 BPM,授权传感器则能达到9.7 BPM。该系统无需针对特定模态定制即可跨多种传感模式工作,并提供密码学层面的混淆保障。性能基准测试显示,在不同距离(30-150厘米)、方向(120°视场角)及多样室内环境下均具有鲁棒的保护能力,从而确立了物理层混淆作为普适健康监测中实现选择性隐私保护的可行路径。

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