無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)安全機制研究

1、    無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)安全機制研究    摘 要無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)所采集和監(jiān)護的信息是用戶重要的生理數(shù)據(jù)，是個人敏感和關(guān)注的隱私信息，對安全性有較高的要求。但由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的開放性、移動性以及監(jiān)護對象的隨機性，使得無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)面臨諸多安全問題。本文主要針對數(shù)據(jù)的保密性及身份認證方面對無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)的安全機制進行研究。【關(guān)鍵詞】無線醫(yī)療監(jiān)護 監(jiān)護的信息 安全性 數(shù)據(jù)保密性1 引言近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用發(fā)展十分的迅速，尤其是在醫(yī)療研究、監(jiān)護領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷發(fā)展。醫(yī)療信息的獲取方法更加多樣化和網(wǎng)絡(luò)化，醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)也向信息化的方向發(fā)展起來，實現(xiàn)了

2、長時間的遠程監(jiān)測。只要在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的感知范圍內(nèi)，醫(yī)護人員就能實時了解病人的生命體征數(shù)據(jù)，進一步研究和分析病人的身體狀況，并及時進行反饋。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點體積小，攜帶方便，病人可在家中自由活動，不會受到限制，同時不會影響到疾病的治療。尤其是針對患慢性病的病人，長期獲取的數(shù)據(jù)可作為該疾病的病理研究，為找到疾病的發(fā)病規(guī)律和影響因素奠定了基礎(chǔ)，同時醫(yī)護人員還可以根據(jù)一些常規(guī)指標，發(fā)現(xiàn)潛在的疾病特征，做到及時發(fā)現(xiàn)，盡早治療。除了對病人的實時監(jiān)測，還可用于對藥品和醫(yī)療器械的監(jiān)測。有些藥品具有危險性，對該類藥品的保存和使用要做到及時了解，很大程度上就能保證藥品的安全性，而對于醫(yī)療器械的追蹤和定位則可有

3、效提高醫(yī)護人員的工作效率和儀器的使用率。此外，在重癥監(jiān)護室安裝無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，可隨時獲知病房內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)（溫度、濕度等），環(huán)境的變化會對病人的狀況造成嚴重影響，設(shè)置相應(yīng)的應(yīng)急機制，為病人爭取治療的時間。2 無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)的安全分析基于對現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)研與分析，本文主要針對數(shù)據(jù)的保密性及身份認證方面對無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)的安全機制進行研究。2.1 針對無線傳感器產(chǎn)生的生理特征數(shù)據(jù)進行保密傳輸將無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)中的無線醫(yī)療傳感器節(jié)點、中繼節(jié)點及服務(wù)器作為三個密鑰協(xié)商實體，協(xié)商的共同密鑰用于無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)的保密通信。針對無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)中三個實體的應(yīng)用場景，本項目將采用離散對數(shù)（dl）問題并以公鑰

4、密碼學(xué)理論為基礎(chǔ)，不使用耗費時間的對運算，減少節(jié)點的計算量，設(shè)計出一個應(yīng)用到無線醫(yī)療傳感器網(wǎng)絡(luò)的三方密鑰協(xié)商協(xié)議，用于提高無線醫(yī)療傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩约靶省?.2 在無線醫(yī)療傳感器網(wǎng)絡(luò)采集到信息后通過中繼轉(zhuǎn)發(fā)最終傳輸?shù)奖O(jiān)護中心中繼采用固定中繼及移動中繼（如病人或其他人員攜帶的手機、pad等移動終端作為中繼）進行轉(zhuǎn)發(fā)，因此無線醫(yī)療傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議安全也是本項目研究的重點。在醫(yī)療監(jiān)護過程中出現(xiàn)緊急情況時，需要將采集的信息、告警及求救信息臨時廣播給相鄰的移動終端用戶，便于人們知曉病人的位置，時間及病人相關(guān)的生理數(shù)據(jù)。針對這種情況本項目擬設(shè)計一種在緊急呼叫情況下的無線監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)安全保護機制，將多

5、個無線醫(yī)療傳感器節(jié)點（wmsn）、多個移動中繼節(jié)點（mrn）及云服務(wù)器（cs）作為密鑰協(xié)商的多個實體，提出一種高效的多方的密鑰協(xié)商方案，由它們共同協(xié)商出一個臨時會話密鑰從而實現(xiàn)wmsn、mrn及cs之間的相互認證，完成緊急及求救信息的安全傳遞。2.3 監(jiān)護中心的云服務(wù)器存儲病人的醫(yī)療信息監(jiān)護中心的云服務(wù)器存儲病人的醫(yī)療信息，但是云服務(wù)器或監(jiān)護中心并非完全可信任。攻擊者入侵云服務(wù)器，云服務(wù)器自身或與他人共謀竊取病人信息，非授權(quán)訪問等一系列隱私安全問題是不可忽視的重要因素。越來越多的醫(yī)院想擁有自己的私有云計算中心或數(shù)據(jù)中心來管理和挖掘大量的醫(yī)療信息。然而在架構(gòu)醫(yī)療私有云平臺時，有大量的問題需要考慮

6、，其中保護個人敏感的醫(yī)療信息安全成為醫(yī)院和病人關(guān)注的重點。為了保護個人敏感醫(yī)療信息不被泄漏，對主流的文件加密系統(tǒng)進行深入的研究，結(jié)合私有云系統(tǒng)的整體架構(gòu)，將聚合簽名的身份認證引入到醫(yī)療私有云，提出一種基于聚合簽名認證的醫(yī)療私有云解決方案。該方案主要應(yīng)用于無線醫(yī)療傳感器網(wǎng)絡(luò)、中繼與云服務(wù)器之間的認證，實現(xiàn)傳感器節(jié)點、個人用戶對私有云醫(yī)療信息文件系統(tǒng)的安全訪問，并能提高醫(yī)院私有云系統(tǒng)的安全性及認證效率。3 總結(jié)傳統(tǒng)的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)體積大、能量消耗多、攜帶不方便，病人的活動受到限制，給病人帶來精神上的焦慮和財產(chǎn)上的損失，也增加了醫(yī)護人員的負擔(dān)和壓力，不適合信息時代人們的需求。并且，傳統(tǒng)的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)使

7、病人處于緊張、壓抑的情緒中，采集的數(shù)據(jù)會存在一定的干擾，身體恢復(fù)較慢，而無線傳感器網(wǎng)在醫(yī)療中的應(yīng)用，使病人在治療過程中處于放松和心情愉快的狀態(tài)，病人的數(shù)據(jù)更加真實有效，并且有利于身體的康復(fù)。本文旨在研究探索出適用于無線醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)的安全機制，該機制能夠支持無線醫(yī)療傳感器節(jié)點、中繼節(jié)點及云服務(wù)器之間的安全通信，同時還能夠提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崟r性。參考文獻1vaidehi v，vardhini m，yogeshwaran h， et al. agent based health monitoring of elderly people in indoor environments using wire

8、less sensor networks j.procedia computer science，2013，19：64-71.2sangari s，manickam m l.a light-weight cryptography analysis for wireless based healthcare applications j. journal of computer science，2014， 10（10）：2088-2094.3陳磊.無線醫(yī)療傳感器網(wǎng)絡(luò)隱私保護技術(shù)研究j.中國數(shù)字醫(yī)學(xué)，2014（10）：104-106.4秦曉華，段儕杰，袁克虹，等.一種老年人移動健康監(jiān)護系統(tǒng)的研究j.中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2011，28（01）：2407