Classifying brain signals collected by wearable Internet of Things (IoT) sensors, especially brain-computer interfaces (BCIs), is one of the fastest-growing areas of research. However, research has mostly ignored the secure storage and privacy protection issues of collected personal neurophysiological data. Therefore, in this article, we try to bridge this gap and propose a secure privacy-preserving protocol for implementing BCI applications. We first transformed brain signals into images and used generative adversarial network to generate synthetic signals to protect data privacy. Subsequently, we applied the paradigm of transfer learning for signal classification. The proposed method was evaluated by a case study and results indicate that real electroencephalogram data augmented with artificially generated samples provide superior classification performance. In addition, we proposed a blockchain-based scheme and developed a prototype on Ethereum, which aims to make storing, querying and sharing personal neurophysiological data and analysis reports secure and privacy-aware. The rights of three main transaction bodies - construction workers, BCI service providers and project managers - are described and the advantages of the proposed system are discussed. We believe this paper provides a well-rounded solution to safeguard private data against cyber-attacks, level the playing field for BCI application developers, and to the end improve professional well-being in the industry.


翻译:我们首先将大脑信号转化为图像,并使用基因对抗网络生成合成信号,以保护数据隐私。随后,我们运用传输学习模式进行信号分类。拟议方法通过案例研究和结果评估,发现由人工生成的样本增强的真正电脑图数据具有较高的分类性能。此外,我们提议了一个基于街区链的计划,并在Etheum上开发了一个原型,目的是将个人神经生理学数据和分析报告进行储存、查询和共享,从而安全并了解隐私。我们首先将大脑信号转化为图像,并使用基因对抗网络生成合成信号,以保护数据隐私。我们随后,我们运用了传输学习模式进行信号分类。拟议方法由一项案例研究和结果评估,表明由人工生成的样本增强的真正电脑图数据提供了较高的分类性能。此外,我们提出了一个基于街区链的计划,并在Etheyum上开发了一个原型,目的是使个人神经生理学数据和分析报告能够安全地储存、查询和共享。我们描述了三个主要交易机构――建筑工人、BCI服务供应商和项目经理――的权利,并讨论了拟议系统的好处。我们认为,该文件提供了一种周密的解决方案,用以保障私营数据开发商在现场进行良好的应用。

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