[论文解读] 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 4

一句话总结

本文识别并分析了恶意移动设备（如感染恶意软件的智能手机）对医疗系统构成的新兴威胁，这些设备可通过蓝牙和WiFi接口入侵医疗设备。本文提出了一套系统化的威胁模型，开展了一项真实医院环境的案例研究，并设计了轻量级、资源高效的防御机制，以缓解来自被 compromise 移动设备的内部攻击。

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.

研究动机与目标

• 系统分析恶意移动设备对无线医疗设备构成的威胁面。
• 通过案例研究识别真实医院环境中存在的漏洞。
• 提出适用于资源受限的医疗设备和移动设备的实用、低开销防御机制。
• 应对医疗网络边界内被 compromise 设备引发的内部威胁。

提出的方法

• 在一家大型医院开展真实案例研究，识别医疗设备通信与网络访问中的实际漏洞。
• 对通过蓝牙和WiFi对医疗设备实施的主动与被动攻击进行系统性分析。
• 提出轻量级防御机制，包括网络异常检测与访问控制策略。
• 评估现有安全方案，并指出其在保护低功耗医疗设备方面的局限性。
• 设计并实现一个概念验证的Android应用程序，用于测试医疗网络漏洞。
• 开发基于网络异常的入侵检测方案，以检测恶意移动设备的行为。

实验结果

研究问题

• RQ1 移动恶意软件如何通过蓝牙和WiFi接口入侵医疗设备？
• RQ2 真实医院网络中存在哪些使移动设备攻击成为可能的漏洞？
• RQ3 为何传统网络安全解决方案对来自已认证、被 compromise 移动设备的内部攻击无效？
• RQ4 可在资源受限的医疗设备和移动设备上实施哪些轻量级防御机制？
• RQ5 如何利用异常检测识别医疗网络中恶意移动设备的行为？

主要发现

• 感染恶意软件的移动设备可远程向胰岛素泵和起搏器发送致命指令，最远可达300英尺。
• 攻击者可进行被动监听，通过未加密的无线信道窃取患者的电子病历。
• 尽管蓝牙和WiFi协议已标准化，但仍易受逆向工程和未经授权的命令注入攻击。
• 现有网络安全方案未能解决已认证、被 compromise 的移动设备在医疗网络边界内引发的内部威胁。
• 医疗设备和移动设备的资源限制导致无法使用传统加密和防恶意软件技术。
• 已开发一个概念验证的Android应用程序，用于检测医疗设备网络中的漏洞，证明了基于移动设备的攻击具有可行性。