摘 要無線醫(yī)療監(jiān)護網絡所采集和監(jiān)護的信息是用戶重要的生理數據，是個人敏感和關注的隱私信息，對安全性有較高的要求。但由于無線傳感器網絡的開放性、移動性以及監(jiān)護對象的隨機性，使得無線醫(yī)療監(jiān)護網絡面臨諸多安全問題。本文主要針對數據的保密性及身份認證方面對無線醫(yī)療監(jiān)護網絡的安全機制進行研究。

【關鍵詞】無線醫(yī)療監(jiān)護 監(jiān)護的信息 安全性 數據保密性

1 引言

近年來，無線傳感器網絡的應用發(fā)展十分的迅速，尤其是在醫(yī)療研究、監(jiān)護領域的應用也不斷發(fā)展。醫(yī)療信息的獲取方法更加多樣化和網絡化，醫(yī)療監(jiān)護系統也向信息化的方向發(fā)展起來，實現了長時間的遠程監(jiān)測。只要在無線傳感器網絡的感知范圍內，醫(yī)護人員就能實時了解病人的生命體征數據，進一步研究和分析病人的身體狀況，并及時進行反饋。無線傳感器網絡節(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，長期獲取的數據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，同時醫(yī)護人員還可以根據一些常規(guī)指標，發(fā)現潛在的疾病特征，做到及時發(fā)現，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絡節(jié)點，可隨時獲知病房內的環(huán)境數據（溫度、濕度等），環(huán)境的變化會對病人的狀況造成嚴重影響，設置相應的應急機制，為病人爭取治療的時間。

2 無線醫(yī)療監(jiān)護網絡的安全分析

基于對現有技術的調研與分析，本文主要針對數據的保密性及身份認證方面對無線醫(yī)療監(jiān)護網絡的安全機制進行研究。

2.1 針對無線傳感器產生的生理特征數據進行保密傳輸

將無線醫(yī)療監(jiān)護網絡中的無線醫(yī)療傳感器節(jié)點、中繼節(jié)點及服務器作為三個密鑰協商實體，協商的共同密鑰用于無線醫(yī)療監(jiān)護網絡的保密通信。針對無線醫(yī)療監(jiān)護網絡中三個實體的應用場景，本項目將采用離散對數（DL）問題并以公鑰密碼學理論為基礎，不使用耗費時間的對運算，減少節(jié)點的計算量，設計出一個應用到無線醫(yī)療傳感器網絡的三方密鑰協商協議，用于提高無線醫(yī)療傳感器網絡傳輸的安全性及效率。

2.2 在無線醫(yī)療傳感器網絡采集到信息后通過中繼轉發(fā)最終傳輸到監(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）進行轉發(fā)，因此無線醫(yī)療傳感器網絡的路由協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，時間及病人相關的生理數據。針對這種情況本項目擬設計一種在緊急呼叫情況下的無線監(jiān)護網絡安全保護機制，將多個無線醫(yī)療傳感器節(jié)點（WMSN）、多個移動中繼節(jié)點（MRN）及云服務器（CS）作為密鑰協商的多個實體，提出一種高效的多方的密鑰協商方案，由它們共同協商出一個臨時會話密鑰從而實現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)護中心的云服務器存儲病人的醫(yī)療信息

監(jiān)護中心的云服務器存儲病人的醫(yī)療信息，但是云服務器或監(jiān)護中心并非完全可信任。攻擊者入侵云服務器，云服務器自身或與他人共謀竊取病人信息，非授權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據中心來管理和挖掘大量的醫(yī)療信息。然而在架構醫(yī)療私有云平臺時，有大量的問題需要考慮，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進行深入的研究，結合私有云系統的整體架構，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。該方案主要應用于無線醫(yī)療傳感器網絡、中繼與云服務器之間的認證，實現傳感器節(jié)點、個人用戶對私有云醫(yī)療信息文件系統的安全訪問，并能提高醫(yī)院私有云系統的安全性及認證效率。

3 總結

傳統的醫(yī)療監(jiān)護系統體積大、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上的損失，也增加了醫(yī)護人員的負擔和壓力，不適合信息時代人們的需求。并且，傳統的醫(yī)療監(jiān)護系統使病人處于緊張、壓抑的情緒中，采集的數據會存在一定的干擾，身體恢復較慢，而無線傳感器網在醫(yī)療中的應用，使病人在治療過程中處于放松和心情愉快的狀態(tài)，病人的數據更加真實有效，并且有利于身體的康復。本文旨在研究探索出適用于無線醫(yī)療監(jiān)護網絡的安全機制，該機制能夠支持無線醫(yī)療傳感器節(jié)點、中繼節(jié)點及云服務器之間的安全通信，同時還能夠提高網絡傳輸的實時性。

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作者簡介

田肖，初級職稱，現供職于南陽醫(yī)學高等?？茖W校。研究方向為云計算

作者單位

南陽醫(yī)學高等?？茖W校 河南省南陽市 473500