医疗物联网(IoMT)安全防护：真实攻击分类与实践安全措施

摘要

医疗物联网(IoMT)通过实时监测、远程诊断和人工智能决策显著提升医疗水平，但其互联性、嵌入式智能和多样新型传感器的引入，使医疗设备面临严峻网络安全威胁，危及患者安全与数据隐私。部分设备具备直接对患者进行操作的能力（如电刺激、给药或电机激活），可能构成生命威胁。本文提出针对IoMT的攻击分类体系，从架构各层分析攻击面、漏洞与缓解策略，回答关键问题：IoMT安全与传统IT安全的差异、医疗设备的网络威胁类型、安全系统设计方法。通过历史网络事件分析，揭示关键安全漏洞，为医疗设备工程师和安全专家提供实用指南，弥合研究与实施的差距，助力构建抗攻击且保护隐私的IoMT生态。最后介绍最新标准化与合规框架。

攻击分类与架构分析

IoMT架构包含设备层、通信层、云平台层和应用层，每层存在独特攻击面：

• 设备层：硬件篡改、固件漏洞、传感器欺骗
• 通信层：数据窃听、中间人攻击、协议漏洞
• 云平台层：未授权访问、数据泄露、服务拒绝
• 应用层：身份验证绕过、权限提升、恶意软件注入

实战安全指南

1. 设计阶段安全措施：

   • 实施安全启动与加密存储
   • 采用硬件安全模块(HSM)保护密钥
   • 设计最小权限访问控制

2. 网络防护策略：

   • 分段隔离医疗设备网络
   • 实时监控异常流量模式
   • 部署入侵检测系统(IDS)

3. 合规与标准化：

   • 遵循FDA网络安全指南
   • 符合ISO/IEC 80001风险管理标准
   • 实施NIST网络安全框架

结论

通过系统化攻击分类和分层防护策略，IoMT系统可显著提升安全性。工程师需将安全融入开发生命周期，医疗机构应建立持续监控和应急响应机制，共同构建可信的智慧医疗环境。

本文原为Springer Nature《工业物联网手册》书籍章节投稿