[論文レビュー] The Enemy Within: The Emerging Threats to Healthcare from Malicious Mobile Devices

Shams Zawoad, Ragib Hasan|arXiv (Cornell University)|Oct 8, 2012

Advanced Malware Detection Techniques参考文献 28被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、マルウェアに感染したスマートフォンなどの悪意あるモバイルデバイスが、Bluetooth や WiFi インターフェースを利用して医療機器を侵害する可能性があるという、医療システムに対する新たな脅威を特定し分析している。本論文では、体系的な脅威モデルを提示し、実際の病院における事例研究を実施した上で、リソース制限のある医療機器やモバイルデバイスに適した軽量かつ効率的な防御メカニズムを提案している。

ABSTRACT

With the proliferation of wireless networks, mobile devices and medical devices are increasingly being equipped with wireless interfaces, such as Bluetooth and WiFi to allow easy access to and control of the medical devices. Unfortunately, the very presence and usage of such interfaces also expose the medical devices to novel attacks from malicious parties. The emerging threat from malicious mobile devices is significant and severe, since attackers can steal confidential data from a patient's medical device. Also, attackers can compromise the medical device and either feed doctors bad data from it or issue potentially fatal commands to the device, which may even result in the death of the patient. As the mobile devices are often at close proximity to the patient (either in the hospital or home settings), attacks from such devices are hard to prevent. In this paper, we present a systematic analysis of this new threat from mobile devices on medical devices and healthcare infrastructure. We also perform a thorough security analysis of a major hospital and uncover potential vulnerabilities. Finally, we propose a set of potential solutions and defenses against such attacks.

研究の動機と目的

• 悪意あるモバイルデバイスが無線医療機器に及える脅威の表面を体系的に分析すること。
• 事例研究を通じて、実際の病院環境における脆弱性を同定すること。
• リソース制限のある医療機器およびモバイルデバイスに適した実用的で、オーバーヘッドの少ない防御メカニズムを提案すること。
• 医療ネットワーク境界内に存在する、侵害されたデバイスによるインサイダー攻撃を対処すること。

提案手法

• 大規模病院における実際の事例調査を実施し、医療機器の通信およびネットワークアクセスにおける実際の脆弱性を同定した。
• Bluetooth および WiFi を介した能動的・受動的攻撃について、体系的な分析を実施した。
• ネットワークの異常検知およびアクセス制御ポリシーを含む、軽量な防御メカニズムを提案した。
• 既存のセキュリティ手法を評価し、低消費電力の医療機器を保護するうえでのその限界を明らかにした。
• 医療ネットワークの脆弱性をテストするためのプロトタイプ Android アプリケーションを開発した。
• ネットワークの異常に基づく侵入検知方式を設計し、悪意あるモバイルデバイスの行動を検出する仕組みを構築した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 モバイルマルウェアは、どのように Bluetooth や WiFi インターフェースを通じて医療機器を侵害できるか？
• RQ2 実際の病院ネットワークに存在する、モバイルデバイスからの攻撃を可能にする脆弱性は何か？
• RQ3 なぜ従来のネットワークセキュリティソリューションは、認証済みで侵害されたモバイルデバイスによるインサイダー攻撃に対して効果を発揮しないのか？
• RQ4 リソース制限のある医療機器およびモバイルデバイスに実装可能な軽量な防御メカニズムは何か？
• RQ5 異常検知は、医療ネットワークにおける悪意あるモバイルデバイスの行動をどのように検出できるか？

主な発見

• マルウェアに感染したモバイルデバイスは、最大300フィートの距離からインスリンポンプやペースメーカーに対して致死的な命令を遠隔で発行できる。
• 攻撃者は、暗号化されていない無線チャネルを介して、受動的な盗聴攻撃により患者の電子的医療記録を盗み取ることができる。
• 標準化された Bluetooth や WiFi プrotocol でも、逆ルーティングや不正なコマンドインジェクションの脆弱性がある。
• 既存のネットワークセキュリティソリューションは、医療ネットワーク境界内に存在する認証済みで侵害されたモバイルデバイスによるインサイダー脅威をカバーできない。
• 医療機器およびモバイルデバイスのリソース制限のため、従来の暗号化やマルウェア対策ソフトウェアの導入が困難である。
• 医療機器ネットワークの脆弱性を検出するためのプロトタイプ Android アプリケーションを開発した。この実装により、モバイルベースの攻撃の実現可能性が実証された。