淺析醫療物聯網的安全問題

【摘要】物聯網的安全問題直接關系到物聯網技術在醫療領域的發展和應用，根據物聯網的自身特點，除了具有傳統移動通信網絡的安全問題外，還存在著物聯網特有的安全問題。本文根據醫院信息化建設過程中的醫療物聯網部署，研究貫穿醫院所有重要醫療流程的物聯網所存在的數據與網絡安全問題，并對醫療物聯網安全的關鍵技術進行了研究，希望為建立可靠安全的醫療物聯網安全體系提供一定的參考作用。

【關鍵詞】物聯網;醫療物聯網;RFID;安全

物聯網的基本特征是信息的全面感知、可靠傳送和智能處理，其核心是物與物以及人與物之間的信息交互。

隨著醫療改革的不斷深入，醫院的信息化已經成為醫改和醫院快速發展的基礎和支撐。各級各類醫院都在與時俱進、快速發展，這給醫院信息化的工作提出了更高的要求， 必須確保醫院的信息化工作跟上醫院發展的步伐，為醫院的快速發展提供更有力的支持和幫助。與此同時，物聯網作為當前最具潛力的新興技術，需要與行業應用緊密結合。物聯網技術在醫療健康領域的應用將帶動傳統信息技術向醫療行業的全面滲透和整合。

物聯網除了具有傳統網絡的安全問題外，還產生了新的安全和隱私問題，如對物體進行感知交互的數據保密性、可靠性、完整性，以及未經授權不能進行身份識別和跟蹤等。

在醫療物聯網蓬勃發展之時，需要注意的是相關的安全問題急需完善解決。

1.醫療物聯網現狀

物聯網技術在醫療領域中的應用幾乎遍及該領域的各個環節，涉及從醫療信息化、身份識別、醫院急救、遠程監護和家庭護理、藥品與耗材領域、以及醫療設備和醫療垃圾的監控、血液管理、傳染控制等多個方面。目前國內大多數醫院都采用了醫院管理信息系統HIS，HIS 的普及使用已使醫院醫療實現了一定程度的信息化，但這種傳統HIS 也有很多不足的地方，如醫療信息需人工錄入、信息點固定、組網方式固定、功能單一、各科室之間相對獨立等，使HIS 的作用發揮受到了制約。物聯網技術以其終端可移動性、接入靈活方便等特點徹底突破了這些局限性，使醫院能夠更有效地提高整體信息化水平和服務能力。

在為醫院信息化建設提供方便的同時，醫療領域物聯網中數據安全及隱私保護與網絡安全等問題也日趨明顯。

醫療物聯網有三個基本要素：

一是“物”，包括對象，指醫護人員、病人、醫療器械、醫療用品等;

二是“網”，就是標準化的醫療流程;

三是“聯”，指的是信息交互。

使用移動物聯網技術實現業務流程標準化，運營管理的精細化，實現對醫療對象的全生命周期、全流程的閉環管理。使醫院能夠更有效地提高整體信息化水平和服務能力，可以明顯改觀傳統的就醫流程。

在醫療行業中物聯網除了具有傳統網絡的安全問題外，還產生了新的安全和隱私問題，如對物體進行感知交互的數據保密性、可靠性、完整性，以及未經授權不能進行身份識別和跟蹤等。[10]例如，非法用戶可利用干擾信號使物聯網中RFID標簽與閱讀器之間的無線通信鏈路發生阻塞，甚至可能偽造RFID標簽向閱讀器發送信息，致使醫院信息系統處理混亂，對病人的安全造成嚴重影響;再如前面所講的電子病歷記錄了病人的基本信息和診療信息，這都屬于病人的隱私，必須嚴格保證其數據安全，否則將會威脅病人的合法權益，對醫院和病人造成不利影響。

2.物聯網安全

物聯網數據安全與隱私保護技術既需要隱私保護相關技術來防止隱私信息泄漏和被篡改，同時需要傳感器網絡數據管理相關技術來完成數據聚集、數據查詢和訪問控制等任務，并進行性能優化以減少能量消耗、時間延遲和數據丟失率。目前隱私保護技術在數據庫領域的應用主要集中在數據挖掘和匿名發布兩個領域 。綜合現有的研究成果，隱私保護技術主要可分為3類：數據擾動技術 、數據加密技術 和數據匿名化技術 。在物聯網應用中，對RFID系統實現有效數據管理的前提在于保障RFID數據的安全性與私密性。RFID系統的安全威脅主要來自于閱讀器對標簽的非法訪問以及偽造標簽的存在。對RFID系統而言，其安全問題是指存在偽造標簽時，如何有效地對標簽進行認證;其隱私問題是指存在惡意閱讀器時，如何防止閱讀器對標簽的非法訪問，來有效地保護用戶的隱私。

在常用的網絡安全解決方案中，已經存在成熟的加解密算法如DES、AES、RSA、橢圓曲線密碼等，這些算法構成了對稱密鑰加密以及公開密鑰加密中的支撐技術，能夠有效地實現加密與鑒別功能，抵制非法讀取、偽裝哄騙、重放攻擊等安全威脅，具有良好的安全性。但實現上述算法需要較多的邏輯處理單元，如AES需要大約10000-30000個邏輯門，RSA、橢圓曲線密碼等公鑰密碼算法則需要更多的邏輯門。而醫療物聯網常用的RFID標簽受到低成本限制，通常只能擁有大約5000-10000個邏輯門，并且這些邏輯門主要用于實現一些最基本的標簽功能，僅剩少許可用于實現安全功能。此外，RFID標簽上的存儲資源也非常受限，通常標簽的EPC區僅能存儲96bit數據，用戶區僅能存儲512bit數據。RFID標簽極其有限的計算資源難以支持上述復雜的加解密算法的實現。因此，對RFID系統而言，其安全與隱私保障機制所面臨的最大挑戰在于，如何以一種輕量級的方式在資源極其受限的RFID系統上實現認證與隱私保護協議。可以從基于物理方法的安全保護機制、基于對稱密鑰加密的協議以及基于Hash函數的協議等幾個方面入手研究， 以探索解決辦法，從而實現對物聯網總體網絡安全水平的提高，保證信息系統的數據安全。

注：“中國醫科大學附屬第四醫院青年創新發展計劃基金資助”（Supported by the Young Innovation and Development Foundation from the Fourth Affiliate Hospital of China Medical University）。