ICS11.040.01CCSC39深圳市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布IT/SZIOT025—2025前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4縮略語 5概述 25.1格式定義 25.2應(yīng)用場(chǎng)景 26通用數(shù)據(jù)格式 26.1數(shù)據(jù)組成 26.2文件頭 26.3數(shù)據(jù)區(qū) 37數(shù)據(jù)傳輸 47.1傳輸方式 47.2傳輸流程 47.3接口 58數(shù)據(jù)加密 88.1加密要求 88.2國際通用加密算法 88.3國內(nèi)通用加密算法 8參考文獻(xiàn) 9T/SZIOT025—2025本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由清華大學(xué)深圳國際研究生院提出。本文件由深圳市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)歸口。本文件起草單位：清華大學(xué)深圳國際研究生院、廣東見達(dá)醫(yī)療科技有限公司、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院、深圳市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、深圳市標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院、北京理工大學(xué)珠海學(xué)院。本文件主要起草人：王興軍、陳媛、楊逸飛、吳家榮、歐明偉、李彥如、張曉晴、趙國強(qiáng)、楊偉奇、鄭華兵、張旭杰、易曉珊、趙龍、蘇禹。T/SZIOT025—2025本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)提請(qǐng)注意，聲明符合本文件時(shí)，可能涉及到第6章與通訊數(shù)據(jù)格式相關(guān)的專利的使用。本文件發(fā)布機(jī)構(gòu)對(duì)于該專利的真實(shí)性、有效性和范圍無任何立場(chǎng)。該專利持有人已向本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)承諾，相關(guān)專利授權(quán)將采用FRAND方式，即公平、合理、包容且非歧視的專利許可原則，他愿意同任何申請(qǐng)人在合理且無歧視的條款和條件下，就專利授權(quán)許可進(jìn)行談判。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)備案。相關(guān)信息可以通過以下聯(lián)系方式獲得：專利持有人姓名：廣東見達(dá)醫(yī)療科技有限公司地址：廣東省東莞市松山湖高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)禮賓路4號(hào)松科苑7號(hào)樓408室請(qǐng)注意上述專利外，本文件的某些內(nèi)容仍可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。1T/SZIOT025—2025生理信號(hào)數(shù)據(jù)交換技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了生理信號(hào)數(shù)據(jù)的通用數(shù)據(jù)格式、傳輸及數(shù)據(jù)加密等內(nèi)容。本文件適用于生理信號(hào)流式數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳輸。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T32905—2016信息安全技術(shù)SM3密碼雜湊算法GB/T32907—2016信息安全技術(shù)SM4分組密碼算法GB/T32918—2016信息安全技術(shù)SM2橢圓曲線公鑰密碼算法ISO/IEC15946-5:2017信息技術(shù)安全技術(shù)基于橢圓曲線的密碼技術(shù)第5部分：橢圓曲線生成ISO/IEC18033-3:2010信息技術(shù)安全技術(shù)加密算法第3部分：分組密碼3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1生理信號(hào)Physiologicalsignal通過生物傳感器采集的生物電信號(hào)、生命體征參數(shù)及治療干預(yù)數(shù)據(jù)，包含且不限于：腦電、眼電、心電、肌電、呼吸、血壓、心率、血氧飽和度、血糖濃度、體溫、體動(dòng)、深部腦刺激、脊髓電刺激、經(jīng)顱磁刺激、胰島素泵流速、鎮(zhèn)痛泵流速等時(shí)序數(shù)據(jù)。3.2加密encryption基于核準(zhǔn)的密碼算法，通過可控密鑰對(duì)明文數(shù)據(jù)進(jìn)行可逆變換，以生成密文，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息內(nèi)容隱藏的過程。3.3解密decryption加密過程的逆過程，即在授權(quán)密鑰控制下，使用與加密算法兼容的密碼算法對(duì)密文數(shù)據(jù)進(jìn)行逆變換，恢復(fù)原始數(shù)據(jù)的過程。3.4密鑰key用于控制密碼變換操作(例如：加密、解密、密碼校驗(yàn)函數(shù)計(jì)算、簽名生成或簽名驗(yàn)證)的符號(hào)序列，其全生命周期管理需滿足物理不可克隆或硬件安全模塊保護(hù)要求。4縮略語下列縮略語適用于本文件。AES：高級(jí)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(AdvancedEncryptionStandard)ECG：心電圖(Electrocardiogram)EEG：腦電圖(Electroencephalogram)EMG：肌電圖(Electromyogram)2T/SZIOT025—2025GDF：通用數(shù)據(jù)格式(GeneralDataFormat)HP：高通濾波(High-passFilter)HTTP：超文本傳輸協(xié)議(HypertextTransferProtocol)LP：低通濾波(Low-passFilter)5概述5.1格式定義通用生理信號(hào)數(shù)據(jù)交換應(yīng)采用通用數(shù)據(jù)格式(GeneralDataFormat，GDF)。GDF既適用于流式傳輸，也適用于離線存儲(chǔ)，其通過流式傳輸設(shè)計(jì)和安全校驗(yàn)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)生理信號(hào)數(shù)據(jù)在傳輸、存儲(chǔ)與后續(xù)智能分析環(huán)節(jié)的技術(shù)統(tǒng)一，以滿足生理信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸?shù)男枨蟆?.2應(yīng)用場(chǎng)景GDF適用于以下三類數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景：a)流式傳輸場(chǎng)景：采用JSON格式和自定義分片實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)生理信號(hào)傳輸，通過數(shù)據(jù)加密、數(shù)字簽名和水印注入技術(shù)保障傳輸安全；b)人工智能應(yīng)用場(chǎng)景：支持平臺(tái)與設(shè)備之間的訓(xùn)練標(biāo)簽自定義、生理信號(hào)特征數(shù)據(jù)集、模型參數(shù)和推理結(jié)果在異構(gòu)平臺(tái)間的標(biāo)準(zhǔn)化傳輸；c)雙向人機(jī)交互設(shè)備場(chǎng)景：建立優(yōu)先級(jí)控制通道，采用時(shí)間同步協(xié)議實(shí)現(xiàn)控制指令，生理反饋信號(hào)和刺激響應(yīng)數(shù)據(jù)的同步傳輸與校驗(yàn)。6通用數(shù)據(jù)格式6.1數(shù)據(jù)組成GDF由文件頭和數(shù)據(jù)區(qū)組成，具體如下：a)文件頭：為JSON格式的字符串，以字符‘\0’結(jié)尾，包含以下兩個(gè)部分：1）場(chǎng)景元(Header)：用于存儲(chǔ)場(chǎng)景元數(shù)據(jù)，包括但不限于設(shè)備、用戶標(biāo)識(shí)等數(shù)據(jù)；2）信號(hào)元(SignalMeta)：用于存儲(chǔ)信號(hào)元數(shù)據(jù)，包括但不限于信號(hào)標(biāo)識(shí)，信號(hào)名稱等數(shù)據(jù)。b)數(shù)據(jù)區(qū)：用于存儲(chǔ)生理信號(hào)數(shù)據(jù)。6.2文件頭6.2.1場(chǎng)景元場(chǎng)景元(Header)數(shù)據(jù)格式見表1。表1場(chǎng)景元(Header)數(shù)據(jù)格式VersionYNNNNYRecordingIDYStartTimeYNrDataRecorders4NNrSignals2N1Y3T/SZIOT025—2025EncryptionAlgoNReaderVersionYEncryptionCertN1YReservedN6.2.2信號(hào)元信號(hào)元（SignalMeta）數(shù)據(jù)格式見表2。表2信號(hào)元（SignalMeta）數(shù)據(jù)格式2Y-YY2Y-2Y-1YYYY4Y4Y如4Y-4Y-4Y-Y-4Y-2Y-2Y-量Y4N-NNNAI模型標(biāo)識(shí)N-Y-4Y6.3數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)(DataSection)由多個(gè)數(shù)據(jù)段拼接構(gòu)成,每個(gè)數(shù)據(jù)段由數(shù)據(jù)段元和數(shù)據(jù)構(gòu)成。數(shù)據(jù)格式見表4T/SZIOT025—2025表3數(shù)據(jù)區(qū)(DataSection)數(shù)據(jù)格式2YNumSampleDR2Y4YDataYN2Y如果信號(hào)的樣本數(shù)NumSampleDR為0，表示當(dāng)前信號(hào)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)已結(jié)束。信號(hào)元中的數(shù)據(jù)格式(DataType)決定了時(shí)間序列信號(hào)數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)的類型和長(zhǎng)度。若某信號(hào)的NrSamleDR度＝500×10×4＝20000字節(jié)。7數(shù)據(jù)傳輸7.1傳輸方式GDF數(shù)據(jù)宜采用HTTP方式進(jìn)行流傳輸。7.2傳輸流程GDF數(shù)據(jù)傳輸流程見圖1。5T/SZIOT025—2025圖1GDF數(shù)據(jù)傳輸流程GDF數(shù)據(jù)傳輸流程如下：a)密鑰交換：當(dāng)加密傳輸(IsEncrypted為1)時(shí)，需進(jìn)行密鑰交換操作；若為非加密傳輸情況，此步驟可跳過。密鑰交換過程由通用數(shù)據(jù)格式閱讀器進(jìn)行管理，具體步驟如下：1)確認(rèn)雙方支持的加密算法；2)接收方向傳輸方發(fā)送證書；3)傳輸方用證書公鑰加密并發(fā)送密鑰給接收方；4)接收方用私鑰解密得到密鑰，完成密鑰交換。b)發(fā)送場(chǎng)景元數(shù)據(jù)：包括設(shè)備標(biāo)識(shí)碼、用戶標(biāo)識(shí)碼；c)發(fā)送信號(hào)元數(shù)據(jù)：包括信號(hào)標(biāo)識(shí)碼、信號(hào)個(gè)數(shù)；d)發(fā)送數(shù)據(jù)段：包含信號(hào)元所對(duì)應(yīng)各信號(hào)數(shù)據(jù)段；e)重復(fù)c）、d）直至信號(hào)傳輸結(jié)束。每次發(fā)送的信號(hào)元數(shù)據(jù)不必一致。7.3接口7.3.1傳輸Header消息傳輸Header消息的接口要求如下：a)采用HTTP或HTTPSPOST方法；b)目標(biāo)URL為http://XXX/device/<device_id>/header；c)返回內(nèi)容為XXXCreated。6T/SZIOT025—2025POST/device/XXX/headerHTTP/1.1Host:X.X.X.X:XConnection:Keep-AliveContent-Type:text/jsonContent-Length:15{"Header":{"Version":"0","GatewayID":"xxxxxxxxxxxx","IPAdress":"x.x.x.x","DataSource":"BeijingTongren","DataStandard":"GDF","PatientID":"NA","RecordingID":"NA","StartTime":"20XX-11-1722:23:01:001","NrDataRecorders":"","NrSignals":"2"，"IsEncrypted":"0"，"EncryptionAlgo":"NA"，"ReaderVersion":"NA"，"EncryptionCert":"NA"，"IsSigned":"0","Reserved":""}}HTTP/1.1201Created7.3.2傳輸SignalMeta消息傳輸SignalMeta消息的接口要求如下：a)采用HTTP或HTTPSPOST方法；b)目標(biāo)URL為http://XXX/device/<device_id>/signalmeta；c)返回內(nèi)容為XXXCreated。注：若對(duì)于同一個(gè)POSTURL，多次SendSing覆蓋前面的定義，為避免數(shù)據(jù)混淆和錯(cuò)誤，示例注意這里Content-Length是后面JSON字符串長(zhǎng)度，估計(jì)不止15字節(jié)，最后要以實(shí)際為準(zhǔn)）POST/device/XXX/signalmetaHTTP/1.1Host:X.X.X.X:XConnection:Keep-AliveContent-Type:text/jsonContent-Length:15{"SignalMeta":[{"DeviceID":"xxxxxxxx","DeviceType":"NA","DeviceValid":"NA","SignalID":"1","SignalLabel":"EEG(sec)","PriorityID":"0","SignalDirection":"0","SignalLabel":"NA","TransducerType":"NA","Prefiltering":"HP:0.1Hz","PhysiDim":"uV","DataType":"INT8","PhysiBaseline":"0","PhysiMin":"-125","PhysiMax":"125","StartTime":"20XX-11-1722:23:01:001",7T/SZIOT025—2025"DurationDR":"1","NrSamleDR":"125","SampleRate":"125","SampleType":"Uniform","NrDataRecorders":"1200"，"AIModel":"NA","Reserved":"","FECMode":"NA"{"DeviceID":"xxxxxxxx""DeviceType":"NA","DeviceValid":"NA","SignalID":"2","SignalLabel":"EMG","PriorityID":"0","SignalDirection":"0","TransducerType":"NA","PhysiDim":"uV","Prefiltering":"LP:75Hz","DataType":"INT8","PhysiBaseline":"0","PhysiMin":"-31.25","PhysiMax":"31.25","StartTime":"20XX-11-1722:23:01:001","DurationDR":"1","NrSamleDR":"125","SampleRate":"125","SampleType":"Uniform","NrDataRecorders":"1200"，"AIModel":"NA","Reserved":""，"FECMode":"NA"}]}HTTP/1.1201Created7.3.3傳輸DataSection信息傳輸DataSection信息的接口要求如下：a)采用HTTP或HTTPSPOST方法；b)目標(biāo)URL為http://XXX/device/<device_id>/signaldata；c)請(qǐng)求體應(yīng)直接發(fā)送二進(jìn)制的DataSection數(shù)據(jù)?？梢园l(fā)送多個(gè)DataSection，但每個(gè)DataSection應(yīng)保證完整性；d)返回內(nèi)容為XXXCreated。POST/device/XXX/signalmetaHTTP/1.1Host:X.X.X.X:XConnection:Keep-AliveContent-Type:text/jsonContent-Length:15{8T/SZIOT025—2025"DataSection":[{"SignalID":"1","NumSampleDR":"100","SeqSamleDR":"0","DataLabel":"Wake"，"Reserved":"","FEC":"NA",{"SignalID":"2","NumSampleDR":"1200","SeqSamleDR":"0","DataLabel":"Wake"，"Reserved":"""FEC":"NA",}]}HTTP/1.1201Created8數(shù)據(jù)加密8.1加密要求8.1.1數(shù)據(jù)加密應(yīng)采用國際通用和各個(gè)國家指定的公認(rèn)安全的加密算法。8.1.2在通用數(shù)據(jù)格式閱讀器（GDFReader）和編輯器（GDFEditor）中內(nèi)嵌加解密算法，支持對(duì)GDF格式數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密操作。密鑰交換過程通過確認(rèn)閱讀器版本來確定所支持的加密算法。證書傳遞時(shí)，通過證書索引獲取對(duì)應(yīng)的證書信息。8.2國際通用加密算法國際通用加密算法包括：a)AES-256：高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法，參見ISO/IEC18033-3:2010；b)ECC：基于橢圓曲線的公鑰密碼技術(shù)，參見ISO/IEC15946-5:2017。8.3國內(nèi)通用加密算法國內(nèi)通用加密算法包括：a)SM2：國家商用密碼體系的一種非對(duì)稱加密算法，參見GB/T32918—2016；b)SM3：國家商用密碼體