Bluetooth-signaler från din smartphone kan automatisera Covid-19-kontaktspårning medan du bevarar integriteten

Ett nytt system förlitar sig på kortdistans Bluetooth-signaler som släpps ut från människors smartphones för att spåra vem de har varit i kontakt med. Dessa signaler representerar slumpmässiga strängar av siffror, jämförda med "kvittrar" som andra smartphones i närheten kan komma ihåg att ha hört, och erbjuder ett sätt att hitta personer som kan ha varit i kontakt med personer som har testat positivt för Covid-19. 

Föreställ dig att du har fått diagnosen COVID-19 positivt. Hälsoombud börjar kontaktspårning för att innehålla infektioner och ber dig identifiera personer du har varit i nära kontakt med. De uppenbara människor kommer att tänka på - din familj, dina kollegor. Men hur är det med kvinnan framför dig i linje förra veckan på apoteket eller mannen som sätter på dina matvaror? Eller någon av de andra främlingarna du kanske har kommit nära de senaste 14 dagarna?

Ett team som leds av MIT-forskare och inklusive experter från många institutioner utvecklar ett system som förstärker "manuell" kontaktspårning av folkhälsoombud, samtidigt som alla individer skyddas integritet. Systemet är beroende av kortdistans Bluetooth-signaler som släpps ut från människors smartphones. Dessa signaler representerar slumpmässiga strängar med siffror, jämförda med "kvittrar" som andra smartphones i närheten kan komma ihåg att ha hört.

Om en person testar positivt, kan de ladda upp listan över kvittrar som telefonen har lagt ut under de senaste 14 dagarna till en databas. Andra kan sedan skanna databasen för att se om någon av dessa kvittningar matchar de som hämtats av sina telefoner. Om det finns en matchning, kommer ett meddelande att informera den personen om att han kan ha utsatts för viruset och kommer att innehålla information från folkhälsomyndigheterna om nästa steg att vidta. Naturligtvis görs hela processen samtidigt som integriteten för de som är positiva till COVID-19 och de som vill kontrollera om de har haft kontakt med en infekterad person bibehålls.

"Jag håller reda på vad jag har sänt, och du håller reda på vad du har hört, och det gör att vi kan säga om någon var i närheten av en smittad person," säger Ron Rivest, MIT-institutets professor och rektor utredare av projektet. "Men för dessa sändningar använder vi kryptografiska tekniker för att generera slumpmässiga, roterande nummer som inte bara är anonyma, utan pseudonyma, som ständigt ändrar sitt 'ID' och som inte kan spåras tillbaka till en person."

Detta tillvägagångssätt för privat, automatiserad kontaktspårning kommer att finnas tillgängligt på flera sätt, bland annat genom den första integritetsinsats som lanserades vid MIT som svar på COVID-19 som kallas SafePaths. Denna breda uppsättning mobilappar utvecklas av ett team som leds av Ramesh Raskar från Media Lab. Utformningen av det nya Bluetooth-baserade systemet har gynnats av SafePaths tidiga arbete på detta område.

Bluetooth-utbyten
Smarttelefoner har redan möjlighet att marknadsföra sin närvaro till andra enheter via Bluetooth. Apples "Hitta min" -funktion använder till exempel kvittrar från en förlorad iPhone eller MacBook för att fånga upp andra Apple-enheter och hjälpa ägaren till den förlorade enheten så småningom att hitta den.

"Hitta min inspirerade system. Om min telefon går förlorad kan den börja sända en Bluetooth-signal som bara är ett slumpmässigt nummer; det är som att vara mitt i havet och vinka ett ljus. Om någon går förbi med Bluetooth aktiverat, är deras telefon vet inte någonting om mig; det kommer bara att säga Apple, 'Hej, jag såg det här ljuset', säger Marc Zissman, biträdande chef för MIT Lincoln Laboratory: s avdelning för cybersäkerhet och informationsvetenskap och co-huvudutredare för projektet.

Med sitt system ber teamet i huvudsak en telefon att skicka ut denna typ av slumpmässiga signaler hela tiden och att hålla en logg över dessa signaler. Samtidigt upptäcker telefonen kvittningar som den har plockat upp från andra telefoner och loggar bara kvitrar som skulle vara medicinskt betydande för kontaktspårning - de som släpps ut inom en ungefärlig 6-fots radie och plockas upp under en viss tidsperiod, säga 10 minuter.

Telefonägare skulle engagera sig genom att ladda ner en app som aktiverar detta system. Efter en positiv diagnos skulle en person få en QR-kod från en hälsofficer. Genom att skanna koden genom den appen kan den personen ladda upp sin logg till molnet. Vem som helst med appen kunde sedan initiera sina telefoner för att skanna dessa loggar. Ett meddelande, om det finns en matchning, kan berätta för en användare hur länge de var nära en infekterad person och ungefärligt avstånd.

Teknologi som bevarar sekretess
Vissa länder som är mest framgångsrika med att innehålla spridningen av COVID-19 har använt smartphonebaserade tillvägagångssätt för att genomföra kontaktspårning, men forskarna konstaterar att dessa tillvägagångssätt inte alltid har skyddat individens privatliv. Sydkorea har till exempel implementerat appar som meddelar tjänstemän om en diagnostiserad person har lämnat sitt hem och kan utnyttja människors GPS-data för att fastställa exakt var de har varit.

"Vi spårar inte efter plats, använder inte GPS, ansluter inte ditt personliga ID eller telefonnummer till något av dessa slumpmässiga nummer som din telefon släpper ut," säger Daniel Weitzner, en huvudforskare i MIT datavetenskap och konstgjord intelligenslaboratorium ( CSAIL) och co-huvudutredare för denna insats. "Det vi vill är att göra det möjligt för alla att delta i en delad process för att se om du kan ha varit i kontakt, utan att avslöja eller tvinga någon att avslöja någonting."

Valet är nyckeln. Weitzner ser systemet som en virtuell knackning på dörren som bevarar människors rätt att inte svara på det. Förhoppningen är dock att alla som kan välja att göra det för att hjälpa till att innehålla spridningen av COVID-19. "Vi behöver en stor andel av befolkningen för att välja att det här systemet verkligen ska fungera. Vi bryr oss om varje Bluetooth-enhet där ute; det är verkligen viktigt att göra detta till ett helt ekosystem," säger han.

Påverkan på folkhälsan
Under hela utvecklingsprocessen har forskarna arbetat nära med ett medicinskt rådgivande team för att säkerställa att detta system skulle bidra effektivt till kontaktspårningsinsatser. Detta team leds av Louise Ivers, som är expert på smittsam sjukdom, docent vid Harvard Medical School och verkställande direktör för Massachusetts General Hospital Center for Global Health.

"För att USA verkligen ska innehålla denna epidemi måste vi ha ett mycket mer proaktivt tillvägagångssätt som gör att vi kan spåra mer kontakter för bekräftade fall. Denna automatiserade och integritetsskyddande metod kan verkligen förändra vår förmåga att få epidemin under här och kan anpassas för att kunna användas i andra globala inställningar, säger Ivers. "Det som också är bra är att tekniken kan vara flexibel för hur folkhälsoombudet vill hantera kontakter med utsatta fall i deras specifika region, som kan förändras över tid."

Till exempel kan systemet meddela någon att de skulle självisolera, eller det kan begära att de checka in via appen för att få kontakt med specialister angående dagliga symtom och välbefinnande. Under andra omständigheter kunde folkhälsoansvariga begära att denna person skulle testas om de märkte ett kluster av fall.

Förmågan att snabbt och i stor skala följa kontaktspårning kan vara effektiva inte bara för att utplåna utbrottets kurva, utan också för att göra det möjligt för människor att säkert komma in i det offentliga livet när ett samhälle befinner sig på kurvens nedåtriktade sida. "Vi vill kunna låta människor försiktigt återgå till det normala livet och samtidigt ha denna förmåga att försiktigt karantänera och identifiera vissa vektorer av ett utbrott," säger Rivest.

Mot implementering
Lincoln Laboratory ingenjörer har lett prototypen av systemet. En av de svåraste tekniska utmaningarna har varit att uppnå interoperabilitet, det vill säga göra det möjligt för en kvit från en iPhone att plockas upp av en Android-enhet och vice versa. Ett test på laboratoriet i slutet av förra veckan bevisade att de uppnådde denna förmåga och att kvittra kunde plockas upp av andra telefoner av olika märken och modeller.

Ett viktigt nästa steg mot implementering är att samarbeta med smartphonestillverkarna och programvaruutvecklarna - Apple, Google och Microsoft. "De har en kritisk roll här. Syftet med prototypen är att bevisa för dessa utvecklare att detta är genomförbart för dem att genomföra," säger Rivest. Eftersom dessa samarbeten bildas, demonstrerar teamet också sitt prototypsystem till statliga och federala myndigheter.

Rivest betonar att samarbete har gjort detta projekt möjligt. Dessa samarbetspartners inkluderar Massachusetts General Hospital Center for Global Health, CSAIL, MIT Lincoln Laboratory, Boston University, Brown University, MIT Media Lab, Weizmann Institute of Science och SRI International.

Teamet syftar också till att spela en central, samordnande roll med andra ansträngningar runt om i landet och i Europa för att utveckla liknande, integritetsbevarande kontaktspårningssystem.

"Detta projekt genomförs i sann akademisk stil. Det är inte en tävling; det är en kollektiv insats från många, många människor för att få ett system att fungera," säger Rivest.

Lämna ett meddelande 

Namn *

E-postadress *

Telefon

Adress

Koda

Meddelande

 

meddelande~~POS=TRUNC