Pacemakersは、世界中の何千もの患者に心リズムを継続的に監視し、調整する、命を救うインプラントブル医療機器です。これらのデバイスは、心拍数の傾向、不整脈のエピソード、およびデバイス診断を含む、さまざまな機密性の高い健康データを生成し、送信します。医療の事のインターネット(IoMT)が拡大するにつれて、このデータのプライバシーとセキュリティが重要な問題になるようにします。不正なアクセス、データ改ざん、またはデバイスハイジャックは、実際のセキュリティ対策を実践的なアプローチに活用できる、および、そのアプローチを調査する必要のあるデータが重要になります。

治療可能な医療機器のユニークなプライバシーリスク

Pacemakersは、Bluetooth Low EnergyやMICS(Medical Implant Communication Service)などのワイヤレス通信プロトコルに依存し、データをプログラマや患者モニターに中継します。 一方で、これらのチャネルは脆弱性を導入しています。 ハッカーは、過去のセキュリティ調査で実証された、トランスミッション、スプーフデバイスコマンド、またはパッシングパラメータを交互にすることができます。 米国食品医薬品局は、ペースメーカーの脆弱性、加圧メーカーがより強力な暗号化と認証措置を実施するための安全通信を発行しました。

無線通信の脆弱性

従来のセキュリティモデルは、多くの場合、周囲の防衛に依存していますが、ペースメーカーのワイヤレスインターフェイスは、本質的に露出しています。 放射線範囲内の攻撃者は、データを消去、再生、または悪意のあるパケットを注入しようとすることができます。 たとえば、2017年に、主要なメーカーは、患者データやデバイス制御への不正なアクセスを可能にするソフトウェア脆弱性のために、ほぼ30万のペースメーカーを呼び出しました。 このような事件は、より弾力のあるセキュリティアーキテクチャの必要性を強調しています。

データ・ブレアの結果として

ペースメーカーの患者様にとって、データ侵害は、攻撃者が治療を操作する場合、アイデンティティ盗難、保険の差別、または物理的害につながる可能性があります。個々の影響を超えて、集約された患者のデータストアは、ランサムウェアおよび過渡のための魅力的なターゲットです。ヘルスケア部門は、IBM Securityによると、2023年に10.1億ドルの事故で、最も高い平均的なデータ侵害コストを経験しています。ペースメーカーのデータは、単なるプライバシーの問題ではなく、患者の安全と機関の信頼の問題ではありません。

ブロックチェーンがセンシティブデータのためのトラスト・レイヤーとして機能する方法

ブロックチェーン技術は、もともとBitcoinのような暗号通貨のために開発されたもので、不変な透明性のある方法で取引を記録する分散型レジャーを提供します。各ブロックには、以前のブロックのタイムスタンプ、暗号ハッシュ、および一連の取引が含まれます。レジャーは、分散されたノードネットワーク全体に複製され、歴史の記録を変更する単一の広告主にとって非常に困難になります。これらの特性は、医療機器データのセキュリティ要件とよく整列します。

誤認と改ざん防止レコード

ペースメーカーのデータがオンチェーンを記録したら、ネットワーク全体でコンセンサスなしで変更または削除することはできません。 この不変性は、臨床レコード、デバイスログ、ファームウェアの更新が信頼性の低いままであることを保証します。 規制当局の監査機関のために、ブロックチェーンは、デバイスから医者のダッシュボードにデータ整合性を証明できる不適切な監査証を提供します。 製造業者は、ブロックチェーンを使用してソフトウェアの更新の実証を検証し、サプライチェーン攻撃のリスクを軽減することもできます。

粒状アクセス制御のためのスマートコントラクト

スマートコントラクトは、あらかじめ定義されたルールを自動的に強制するブロックチェーンに保存された自己実行コードです。ペースメーカーのデータ管理では、スマートコントラクトは、患者の主人公と認定された緊急担当者だけが特定のデータフィールドを読むことができることを指定できます。アクセス試みは、誤って記録され、透明性と説明責任を提供します。患者は、時間ベースのキーを介して研究者に一時的なアクセスを許可することができ、妥協される可能性がある中央当局に依存することなく、すべての人が、時間ベースのキーを介して研究者に一時的なアクセスを許可することができます。

ペースメーカーのデータセキュリティのための実用的なアプリケーション

ブロックチェーンの理論上の優位性は、デバイスからストレージ、共有、分析に至るまで、ライフサイクルを通じてペースメーカーデータを保護するためのいくつかの具体的なユースケースに翻訳されます。

ステークホルダー間でのデータの安全な共有

現代の心身は、専門家、プライマリケア医師、および時々研究者のチームを含むことが多い。ブロックチェーンは、安全で同意に基づくデータ共有を容易にします。例えば、患者は、ペースメーカーデータに秘密鍵を保持し、分散型アプリケーションを介して心臓科医への読み取り専用アクセスを許可する可能性があります。追加のデータに対する任意の要求は、レジャーに記録された明示的な患者承認を必要とします。このモデルは、HAやGDPRなどの規制と整合する、自分の健康情報に対する患者に真の所有権を与えます。

デバイスのライフサイクルの改ざん防止監査コース

Pacemakersは、バグを修正したり、機能性を向上させるために定期的なファームウェアのアップデートを必要とします。 ブロックチェーンのレジャーは、各更新のハッシュ、タイムスタンプ、およびサイダーを記録することができ、すべての変更の不変なレコードを作成することができます。 ヘルスケアプロバイダーと規制当局は、不正な変更が行われていないことを確認することができます。 同様に、デバイスの初期校正と製造の詳細は、コンソーシアムブロックチェーンに登録され、工場の床から注入までの完全なトレーサビリティを確保できます。

リアルタイムでプライバシー保護を監視

現代のペースメーカーは、異常なリズムが発生したときにアラートを送信し、迅速な介入を有効にすることができます。ブロックチェーンは、生の患者データを中央クラウドサーバーに送信する代わりに、デバイスはデータを暗号化し、ブロックチェーンにハッシュを書くことができます。ヘルスケアプロバイダは、レジャーに問い合わせて、ローカルに復号化する前に、データの完全性を検証します。このアプローチは、リアルタイムの臨床的決定を有効にしながら、攻撃面を削減します。MediLedgerなどのプロジェクトは、医薬品アーキテクチャと類似したデータを適応させることができます。

統合チャレンジの克服

約束にもかかわらず、ペースメーカーのセキュリティのためのブロックチェーンをデプロイすることは、障害物なしではいません。 技術的、規制、および運用上の問題は、実用的なスケーラブルなシステムを達成するために解決する必要があります。

計算式オーバーヘッドとエネルギーの制約

Pacemakersは、バッテリー寿命が5〜10年という限られたリソースで制限されたデバイスです。フルブロックチェーンノードを実行したり、デバイス上で複雑な暗号操作を実行したりすることは不可視です。ソリューションには、オンチェーンの証拠(例えば、暗号化されたコミットメントだけを提出する軽量クライアントを使用して)でオフチェーンのデータストレージ、またはより少ない計算を必要とする指示された環状グラフ(DAG)を使用して。デバイスは、信頼できるゲートウェイまたはブロックチェーンと相互作用する最小限のデータ転送を送信します。

規制の遵守と標準化

医療機器は、FDA(US)やEMA(Europe)などの身体から厳しい規制下落します。 ブロックチェーン統合システムは、ソフトウェア検証、リスク管理、データ保護の要件を満たしなければならない。 さらに、ヘルスケアデータは、しばしば(GDPRの下で消去する権利)削除可能でなければなりません。これは、ブロックチェーンの不当性に対抗する。 オフチェーン暗号化されたストレージやオンチェーンポインターとゼロナレッジの証拠などのソリューションは、データがブロックチェーンのイミュータビリティに反する(GDPRの下で消去する権利)、およびISO 13485準拠法が必要である必要があります。 変更のアーキテクチャやISO13485の規格は、ISO9001の要件を要求することなく、ISO9001を暗号化する必要があります。

未来展望と研究の方向

ブロックチェーン技術とインプラント可能な医療機器の収束はまだその機能にとどまっていますが、いくつかの研究取り組みやパイロットプロジェクトは、パスフォワードを示しています。 ハードウェア機能が向上し、規制枠組みが適応するにつれて、ブロックチェーンは医療機器のサイバーセキュリティの礎になることができます。

軽量ブロックチェーンとDAGソリューション

プルーフ・オブ・オーソリティ(PoA)、プルーフ・オブ・スクリーフ(PoS)、またはIOTAのTangle(DAGベース分散型レジャー)などの新しいコンセンサス機構により、エネルギーと計算要件を大幅に削減できます。これらは、低電力の医療機器に適したものです。 ]] のような機関の研究者は、標準技術(NIST) は、DAG Ledgersが低電力の医療機器にどのように暗号化されたかを調べ、低負荷の低負荷の医療機器に使用できます。 早期の検証は、IT のネットワーク上のデータが記録されるかを監視することができます。

既存のヘルスケアシステムとの相互運用性

ブロックチェーンが有効であるためには、電子健康記録(EHR)、病院情報システム、およびデバイスメーカーのバックエンドとシームレスに統合しなければなりません。 HL7 FHIR(Fast Healthcare Interoperability Resource)などの標準は、ブロックチェーンデータ構造にマッピングできます。 ブロックチェーンレイヤーは、安全なインデックス作成と認証システムとして機能し、実際の臨床データは暗号化されたオフチェーンデータベースに残っています。 このハイブリッドアプローチは、両方の世界最高の機能を提供します。 改ざん防止アクセスログと削除されたデータを要求する機能が、既に適用されている企業に適応する機能を提供します。 [F]

コンテンツ

ブロックチェーン技術は、ペースメーカーデータのプライバシーとセキュリティを強化する大きな可能性を秘めています。その不変性、分散性、スマートコントラクト機能により、現在のワイヤレス医療機器に固有の脆弱性の多くが対処されます。しかし、成功した実装では、デバイスパワー制約、規制遵守の達成、および従来のシステムとの相互運用性を確保するなどの技術的制限を克服する必要があります。研究が継続し、新しい軽量ブロックチェーンアーキテクチャが成熟するにつれて、患者や医療プロバイダーは、機密性の高いデータを保護するために、機密性の高いセキュリティ対策を事前に確認できる限り、将来の見通しを期待できます。