在物聯網中連接胰島素泵、心率監測器和其他醫療設備已經改變了患者護理。但在很多情況下，這些解決方案的安全性并沒有得到足夠仔細的考慮。更糟糕的是，一些解決方案提供商認為安全根本無法經濟有效地實施。隨著行業轉向使用商業智能手機的命令和控制模式，這種想法變得特別危險，其內置的安全機制對于安全關鍵型應用程序來說通常不夠強大。

這些挑戰可以通過三層“設計安全”策略來解決，該策略保護所有系統通信，為每個系統元素帶來信任，并確保智能手機應用程序與物聯網設備和云之間的“永遠在線”連接。

危險正在增長 2019 年 5 月，當一名 1 型糖尿病患者重新編程他的胰島素泵以定制他的治療時，第一個例子表明連接健康威脅可能發生多么危險。這名男子最終住進了醫院，他利用了他市售的 FDA 授權設備中的一個安全漏洞，根據 FDA 的安全警告，如果患者沒有正確實施他們自己的治療定制，可能會帶來重大風險。

更糟糕的是，這種相同類型的安全漏洞為黑客打開了大門，使他們能夠訪問設備以造成傷害或竊取敏感的健康信息。例如，未經授權訪問起搏器的黑客可以通過截取設備的遙測數據來擾亂患者的心律或獲取敏感的健康信息。

隨著解決方案提供商接受使用智能手機來控制連接健康解決方案的便利性，并錯誤地認為藍牙無線連接提供了足夠的安全性，這種危險越來越大。雖然藍牙、NFC、LTE、以太網和其他協議確實可以緩解一些違規行為，但它們并不能抵御所有威脅。緩解這些威脅需要采用多層安全設計方法，在簡化部署的同時最大限度地降低成本。

設計的多層安全性 強大的安全性始于應用程序層，保護智能手機應用程序、醫療設備和云之間的通信通道免受各種惡意軟件和無線通道網絡安全攻擊。該保護層在發送者和接收者之間創建了一條安全隧道，本質上使應用程序能夠在本地構建自己的安全性，而不是僅僅依賴于該服務的較低堆棧級別。

這與典型的第 4 層安全性形成對比，后者僅在消息有效負載在發送端向下移動到 OSI 堆棧并在接收端備份時才保護該層或低于該層的消息有效負載。會話經過身份驗證，所有消息在離開應用程序之前都經過加密，應用程序與接收者交換密鑰，以便其應用程序可以解密消息。這些保護措施中的每一項都增強了現有的 Android 和 iOS 安全機制，同時還克服了其通信協議中固有的安全漏洞。

第二個安全層有助于保護應用程序和運行應用程序的平臺，通過連接到解決方案的云服務、智能手機應用程序和其他物聯網設備來降低攻擊風險。該層處理智能手機應用程序、云以及連接到解決方案通信系統的任何相關設備的身份驗證，驗證它們的完整性，同時確保黑客無法獲得“root訪問”權限，從而使他們能夠修改設備的軟件代碼或安裝其他軟件。

所有系統元素都具有唯一的數字密碼身份，每個元素都具有證明能力，以驗證其他元素的權限和特權。這在系統中的所有組件內部和之間創建了信任根，確保智能手機沒有受到損害或被植根，并且沒有運行易受最新威脅影響的過時版本的操作系統。該層確保只有授權和受信任的來源才能發送信息和發布命令，混淆應用程序代碼以對抗逆向工程，并保護應用程序免受智能手機上任何其他應用程序的干擾。

理想情況下，此身份驗證層的信任根應該使用像安全元件 （SE） 一樣運行的硬件安全模塊 （HSM） 來實現。HSM 在工廠為每個醫療設備提供配置，存儲和管理加密密鑰和數字證書，并被可信云用于驗證所有智能手機應用程序和醫療設備的完整性和真實性。云通過無線方式頒發數字證書，將應用程序和設備標識為可信，并處理解決方案的所有身份生命周期管理。圖 1說明了這個身份驗證層，使用 SE 或提供保護但程度與硬件版本不同的軟件等效。

圖 1：在應用層創建安全隧道，保護患者信息的隱私和完整性，克服底層傳輸機制安全漏洞。

這種安全架構的第三層也是最后一層提高了物聯網設備向云發送數據并在需要“始終在線”連接的應用程序中接收來自云的命令的能力。這可確保系統始終可以獲取最新的設備數據并立即更改設備性能。

這與完全依賴手持設備或智能手機來提供這種云連接的解決方案形成鮮明對比，并且不能始終實現關鍵任務應用程序所需的高水平連續數據可用性和設備控制。該層的安全軟件運行在智能手機的 iOS 或 Android OS 后臺，只要智能手機用戶啟動應用程序一次并對其進行配置以使其連續運行，它將留在后臺并從物聯網設備中獲取數據，無需任何進一步每當設備靠近智能手機時，用戶干預。

此外，當物聯網設備的主要網絡連接（通過 LTE 或 Wi-Fi）不可用時，使用靈活的多橋技術為物聯網設備創建了與云通信的輔助路徑。這種小型橋接器使用一種通信協議與物聯網設備交互（其中大多數僅具有個人區域覆蓋），并使用另一種通信協議與云進行通信。

簡化部署 雖然以前從頭開始創建連接健康安全解決方案，但今天的產品可以使用第三方軟件開發工具包 （SDK） 來實施，這些工具包提供了一種構建塊方法，以更低的成本和高度的靈活性來增加安全性。 強大的安全措施可以根據需要有效地改裝到傳統設計和基礎設施中，并且有一條簡單的途徑可以持續改進，這對于良好的安全實踐至關重要，包括在解決方案的生命周期后期結合使用 HSM 以提高安全性需要。

借助當今用于連接健康應用的第三方物聯網解決方案，安全性只會使患者的胰島素泵或其他系統的成本增加幾美分。此類解決方案還提供了以低增量額外成本區分基于高價值安全性的互聯健康產品的機會。進行這項投資還使醫療保健提供者能夠保護自己免受違規造成的額外成本以及受傷或死亡的風險?！　?/p>