[论文解读] A Review on Security and Privacy of Internet of Medical Things

Mohan Krishna Kagita, Navod Neranjan Thilakarathne+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 11, 2020

Internet of Things and AI被引用 8

一句话总结

本文全面回顾了医疗物联网（IoMT）中的安全与隐私挑战，分析了威胁、漏洞及现有对策。通过整合身份认证、加密、访问控制和安全数据传输，提出了一套结构化的IoMT生态系统安全框架，强调了在互联医疗系统中保护敏感患者数据方面，亟需具备强大性和可扩展性的解决方案。

ABSTRACT

The Internet of Medical Things (IoMT) are increasing the accuracy, reliability, and the production capability of electronic devices by playing a very important part in the industry of healthcare. The available medical resources and services related to healthcare are working to get an interconnection with each other by the digital healthcare system by the contribution of the researchers. Sensors, wearable devices, medical devices, and clinical devices are all connected to form an ecosystem of the Internet of Medical Things. The different applications of healthcare are enabled by the Internet of Medical Things to reduce the healthcare costs, to attend the medical responses on time and it also helps in increasing the quality of the medical treatment. The healthcare industry is transformed by the Internet of Medical Things as it delivers targeted and personalized medical care and it also seamlessly enables the communication of medical data. Devices used in the medical field and their application are connected to the system of healthcare of Information technology with the help of the digital world.

研究动机与目标

• 分析由于医疗系统连接性日益增强，医疗物联网（IoMT）当前安全与隐私状况。
• 识别IoMT架构中的关键威胁与漏洞，包括数据泄露、未授权访问和设备欺骗。
• 评估医疗物联网部署中现有安全机制与隐私保护技术。
• 通过集成访问控制、加密和安全通信协议，提出一个全面的框架，以增强IoMT生态系统的安全与隐私。
• 突出当前在实时互联医疗环境中保护敏感医疗数据方面的研究空白与未来方向。

提出的方法

• 2010年至2020年期间，对同行评审研究和技术报告中关于IoMT安全与隐私的系统性文献综述。
• 根据其角色和数据敏感性，将IoMT设备分类为传感器、可穿戴设备、医疗设备和临床系统。
• 识别并分类安全威胁，如中间人攻击、数据泄露以及对医疗设备的拒绝服务（DoS）攻击。
• 分析对静态和传输中数据进行保护的密码学技术，包括对称加密和非对称加密。
• 评估基于属性的访问控制（ABAC）和基于角色的访问控制（RBAC）等访问控制模型，以实现细粒度的数据保护。
• 综合分析适用于资源受限医疗设备的通信协议与轻量级身份认证机制。

实验结果

研究问题

• RQ1 医疗物联网（IoMT）生态系统中的主要安全与隐私威胁是什么？
• RQ2 现有的密码学与访问控制机制如何应对IoMT特有的安全挑战？
• RQ3 当前安全解决方案在保护多样化IoMT设备间敏感医疗数据方面存在哪些局限性？
• RQ4 如何为实时医疗数据处理设计轻量级、可扩展且互操作的安全框架？
• RQ5 在安全化IoMT系统方面，关键的研究空白与未来方向是什么？

主要发现

• 互联医疗设备的迅速普及显著扩大了针对患者数据的网络威胁攻击面。
• 常见漏洞包括认证机制薄弱、端到端加密缺失以及IoMT系统中访问控制不足。
• 现有解决方案往往因可穿戴设备和植入式设备的资源限制，难以在安全与性能之间取得平衡。
• 基于属性的访问控制（ABAC）和轻量级加密协议在实现IoMT环境中细粒度、高效的数据保护方面展现出潜力。
• 亟需标准化、互操作的安全框架，以在临床环境中支持实时数据完整性和机密性。
• 未来的IoMT安全必须整合隐私设计原则，并支持符合HIPAA和GDPR等法规要求。