Le système Bluetooth à faible coût du NIST trace la propagation des maladies tout en protégeant la vie privée

Dans le but de limiter la propagation des maladies tout en préservant la vie privée, une équipe de recherche interdisciplinaire du National Institute of Standards and Technology (NIST) a conçu et testé des dispositifs et méthodes à faible coût qui peuvent détecter quand des personnes ou des animaux entrent en contact étroit les uns avec les autres.

Les dispositifs portables combinent du matériel radio Bluetooth commercial avec des fonctionnalités cryptographiques du NIST. Bien que pas toujours fiables pour estimer la distance entre les porteurs, le système NIST peut être utile pour la recherche sur la façon dont les personnes et les animaux se déplacent dans les espaces et interagissent. Le système peut offrir des avantages par rapport au traçage des contacts utilisant les smartphones, qui ne sont pas utilisés de manière cohérente dans certains contextes et peuvent être moins privés.

Dix-sept volontaires dans 10 foyers ont participé à l'étude du NIST sur les performances du système pendant des activités normales. Les dispositifs étaient soit portés, soit placés dans la maison pour collecter des données pendant au moins une heure par jour. Les chercheurs ont mesuré la force des signaux radio reçus par les dispositifs pour estimer la distance entre les volontaires. Ils ont défini une « rencontre » comme se produisant lorsque les porteurs de dispositifs se trouvaient à moins de deux mètres l'un de l'autre pendant au moins 15 minutes, sur la base de la définition des Centers for Disease Control and Prevention d'un contact étroit. Les participants ont également été invités à consigner manuellement quand et pendant combien de temps ils pensaient avoir eu une rencontre.

Les résultats ont montré une certaine corrélation entre la force du signal radio reçu et la distance entre les porteurs, mais les estimations étaient peu fiables en raison des effets de variables telles que la direction vers laquelle l'utilisateur faisait face. Il y avait aussi de l'incertitude sur la façon de traiter les compromis, comme la quantité d'erreur de distance acceptable ou si les rencontres proches étaient correctement définies en termes de leur effet possible sur la transmission de la maladie.

« Je ne pense pas que quelqu'un comprenne ce compromis — personne ne sait comment faire d'optimisation pour arrêter la propagation de la maladie », a déclaré le Fellow du NIST Sae Woo Nam. « Cependant, ce système nous permet de commencer à collecter des données sur la façon dont les gens se rencontrent, ce qui peut nous aider à créer des interventions pour aider à arrêter la propagation de la maladie. »

La performance des dispositifs pourrait être améliorée par l'utilisation de plus de canaux radio, de meilleures antennes ou l'ajout de plus de méthodes de détection telles que la télémétrie ultrasonique. Mais même tel quel, la méthode NIST peut aider à identifier les contacts avec un certain potentiel de transmission d'un virus aéroporté tel que celui qui cause la COVID-19.

Le système pourrait aider à concevoir des bâtiments pour la résilience pandémique en montant des dispositifs à des points fixes dans des zones mal ventilées telles que les ascenseurs, a déclaré Nam. Le système pourrait être utile dans des contextes tels que les maisons de retraite, où les smartphones ne sont pas surveillés en continu, ainsi que pour suivre les animaux afin de comprendre leurs interactions dans le but de limiter la propagation des maladies.

« La maladie anéantit des troupeaux entiers d'animaux, et cela met en péril notre approvisionnement alimentaire », a déclaré Nam. « C'est quelque chose dont nous devrions penser pour la sécurité alimentaire. Nous voulons aussi traiter les animaux avec humanité, et c'est un outil pour aider à prévenir que les animaux tombent malades et comprendre comment ils tombent malades. »

Le système NIST utilise une méthode cryptographique, similaire à celle utilisée dans les transactions web sécurisées. Elle combine des clés de chiffrement publiques transmises par radio pour créer une clé secrète partagée unique à chaque rencontre. Lorsque deux dispositifs sentent qu'ils sont proches, ils génèrent un ID de rencontre unique et chiffré basé sur un nombre aléatoire. Cela empêche les cyberattaques qui pourraient résulter de la diffusion d'ID de dispositifs. L'ID de rencontre n'est pas lié aux dispositifs ou aux personnes qui le portent, préservant la vie privée. Les données anonymisées sur les rencontres fournissent des informations sur l'utilisation des bâtiments (ou d'autres espaces) qui peuvent éclairer les décisions sur les nombres sûrs d'occupants et les contrôles environnementaux.