主動(dòng)防御技術(shù)在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全中的運(yùn)用實(shí)踐

摘 要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)院信息系統(tǒng)在提高醫(yī)療服務(wù)效率與質(zhì)量方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也日益突出，對(duì)患者信息的保密性與完整性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。為有效提升醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性，首先分析與探討醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)與感知；其次，將主動(dòng)防御技術(shù)引入醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)中，并據(jù)此進(jìn)行定向攻擊聯(lián)動(dòng)防御設(shè)計(jì)；在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)與預(yù)警；最后，通過(guò)實(shí)際案例分析，驗(yàn)證主動(dòng)防御技術(shù)在提高醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力中的有效性與可行性。

關(guān)鍵詞：主動(dòng)防御技術(shù) 醫(yī)院信息 網(wǎng)絡(luò)安全 醫(yī)療服務(wù)

中圖分類號(hào)：TP393

Application Practice of Active Defense Technology in Hospital Information Network Security

WANG Mei

Taizhou Second People's Hospital， Taizhou， Jiangsu Province， 225500 China

Abstract： With the rapid development of information technology， hospital information system plays a crucial role in improving the efficiency and quality of medical services. At the same time， network security issues are becoming increasingly prominent， posing a serious threat to the confidentiality and integrity of patient information. To effectively enhance the security and stability of hospital information networks， this article first analyzes and explores the monitoring and perception of hospital information network security; Secondly， it introduces Active Defense technology into the hospital information network and design targeted attack linkage defense based on it; On this basis， achieve hospital information network security protection and early warning; Finally， through practical case analysis， the effectiveness and feasibility of active defense technology in improving hospital information network security protection capabilities are verified.

Key Words： Active Defense technology; Hospital information; Network security; Medical service

隨著醫(yī)療信息化的持續(xù)推進(jìn)，醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為醫(yī)療服務(wù)中不可或缺的組成部分。然而，醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全面臨諸多挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)、網(wǎng)絡(luò)攻擊、內(nèi)部威脅等。本文基于主動(dòng)防御技術(shù)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、響應(yīng)及預(yù)警等手段，大幅提升醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與安全性。該研究在維護(hù)患者信息安全、確保醫(yī)院信息系統(tǒng)可靠運(yùn)行以及推動(dòng)醫(yī)療信息化可持續(xù)發(fā)展等方面具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)與感知

1.1 網(wǎng)絡(luò)流量傳感器部署

通過(guò)深入分析海量醫(yī)院信息數(shù)據(jù)，相關(guān)部門與負(fù)責(zé)人員可以迅速識(shí)別潛在威脅，并及時(shí)采取有效防范措施。在醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)流量傳感器的部署顯著提升了數(shù)據(jù)收集的效率與精確度，為后續(xù)安全分析、防御及預(yù)警奠定基礎(chǔ)。通過(guò)深入分析與挖掘海量數(shù)據(jù)背后的關(guān)聯(lián)與意義，醫(yī)院有望更主動(dòng)地應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)，保證患者資料與醫(yī)療活動(dòng)的安全性與可靠性。

1.2 數(shù)據(jù)收集與處理

數(shù)據(jù)收集在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)與感知中占據(jù)至關(guān)重要的地位。傳感器實(shí)時(shí)采集的醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)受到很多因素的影響，如數(shù)據(jù)傳輸損失、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量及傳輸距離等，這些因素有可能破壞數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與有效性。為有效保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與有效性，需要對(duì)收集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列預(yù)處理。預(yù)處理旨在降低與消除潛在的網(wǎng)絡(luò)干擾與白噪聲，從而提取出真實(shí)、可靠的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)。通過(guò)深入分析與挖掘處理好的數(shù)據(jù)，不僅有助于提升醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的防御能力，還有助于為醫(yī)院的信息安全提供有力的技術(shù)支撐。

1.3 數(shù)據(jù)挖掘分析

經(jīng)過(guò)預(yù)處理的數(shù)據(jù)被安全地存儲(chǔ)在Hadoop服務(wù)器上，然后，利用其卓越的數(shù)據(jù)處理與分析能力來(lái)深度挖掘海量醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)。分析過(guò)程中，不僅全面分析不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，還充分考慮處理過(guò)程中的隨機(jī)因素，有效保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。通過(guò)深入挖掘分析醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，能夠精準(zhǔn)識(shí)別醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)流量中的任何異常變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與態(tài)勢(shì)感知[1]。

2 主動(dòng)防御技術(shù)在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用

2.1 定向攻擊聯(lián)動(dòng)防御設(shè)計(jì)

通過(guò)深度分析醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全，提出并設(shè)計(jì)定向攻擊聯(lián)動(dòng)防御機(jī)制，該防御機(jī)制基于主動(dòng)防御技術(shù)，為醫(yī)院構(gòu)建了高效、堅(jiān)固的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)數(shù)據(jù)流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)端口時(shí)，其能夠迅速整合各類資源，協(xié)調(diào)各安全組件的運(yùn)作，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)軌跡，以此全面捕獲與解析情報(bào)數(shù)據(jù)，從而為后續(xù)安全防護(hù)策略的制定提供重要依據(jù)[2]。憑借對(duì)情報(bào)數(shù)據(jù)的全面掌握，它可以精準(zhǔn)識(shí)別并有效防御定向攻擊，大幅提升了對(duì)特定攻擊行為的安全感知能力。

2.2 網(wǎng)絡(luò)模糊節(jié)點(diǎn)最大隸屬度計(jì)算

在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，特別是醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，為確保醫(yī)院信息系統(tǒng)可靠安全，需對(duì)網(wǎng)絡(luò)模糊節(jié)點(diǎn)最大隸屬度進(jìn)行精確計(jì)算，以保障醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)在面對(duì)定向攻擊時(shí)可以保持高度的安全性。為實(shí)現(xiàn)精確計(jì)算，首先需要將監(jiān)測(cè)到的定向攻擊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成n維數(shù)據(jù)表示，旨在可以全面捕捉數(shù)據(jù)的屬性與特征，為后續(xù)處理奠定基礎(chǔ)。其次，對(duì)n維數(shù)據(jù)完成離散化與集成處理，以進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量與計(jì)算效率。接下來(lái)，使用特定數(shù)學(xué)公式來(lái)描述定向攻擊聯(lián)動(dòng)防御過(guò)程，并利用該公式計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)模糊節(jié)點(diǎn)的最大隸屬度。具體公式如下：

式（1）中：B表示醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)中模糊節(jié)點(diǎn)的最大隸屬度值；A為醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)所設(shè)定的安全閾值；i則代表實(shí)際使用的模糊超盒數(shù)量。計(jì)算時(shí)需要充分考慮醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的安全范圍與模糊超盒數(shù)的規(guī)模，以保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。最后，借助主動(dòng)防御技術(shù)中的隸屬函數(shù)來(lái)深入分析輸入數(shù)據(jù)的屬性程度，以客觀準(zhǔn)確評(píng)估醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的安全情況，從而為安全防護(hù)策略的制定提供重要依據(jù)與參考[3]。

2.3 攻擊路徑跟蹤與計(jì)算方法

為保障醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的安全，需在網(wǎng)絡(luò)前端提前設(shè)置輸入模式數(shù)據(jù)隸屬度安全范圍。一旦監(jiān)測(cè)到輸入端口數(shù)據(jù)屬性程度超過(guò)預(yù)設(shè)范圍，說(shuō)明信息網(wǎng)絡(luò)面臨攻擊威脅，此時(shí)，相關(guān)工作人員可使用主動(dòng)防御中的追溯算法來(lái)精確跟蹤攻擊路徑。該算法基于特定計(jì)算公式來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體公式如下：

（2）式中：b表示對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)定向攻擊路徑的追蹤活動(dòng)，h代表攻擊數(shù)據(jù)可被追溯的廣度，ε用以描述數(shù)據(jù)的屬性級(jí)別，而x則設(shè)定了輸入模式數(shù)據(jù)隸屬度所需保持的安全界限。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員需要結(jié)合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與攻擊特征，合理設(shè)置公式中的參數(shù)值。通過(guò)系列分析與計(jì)算，技術(shù)人員可以快速、準(zhǔn)確追蹤攻擊路徑，并據(jù)此采取針對(duì)性的防御措施，從而保證醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。通過(guò)及時(shí)精準(zhǔn)跟蹤攻擊路徑，醫(yī)院可以更好地應(yīng)對(duì)潛在威脅，進(jìn)而保障醫(yī)療信息的安全性與可靠性。

3 醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)與預(yù)警

3.1 醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)日志提取與回溯分析

在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全主動(dòng)防御體系中，日志信息的全面分析與深入挖掘發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通常技術(shù)人員使用關(guān)聯(lián)分析法來(lái)系統(tǒng)處理醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)中的日志數(shù)據(jù)，用以快速精準(zhǔn)識(shí)別與提取關(guān)鍵的安全事件信息，該過(guò)程主要涉及對(duì)日志信息的篩選、對(duì)TCP會(huì)話的詳細(xì)回溯以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)異常行為的精準(zhǔn)檢測(cè)[4]。為了全面掌握攻擊事件的完整過(guò)程，相關(guān)技術(shù)人員可以借助特定算法與公式完成計(jì)算分析。公式如下：

式（3）中：conf表示醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)遭受攻擊的完整事件鏈；Y反映TCP會(huì)話的具體活動(dòng)情況；sup描述了數(shù)據(jù)回溯的詳細(xì)步驟；而y則承載了醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)中的原始日志記錄。通過(guò)相關(guān)計(jì)算與分析，技術(shù)人員可以及時(shí)掌握攻擊事件的關(guān)鍵屬性，涵蓋行為模式、目標(biāo)IP地址、攻擊類型、發(fā)生時(shí)間以及攻擊源位置等核心信息。它們作為醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)與預(yù)警的基礎(chǔ)，能夠有效指導(dǎo)相關(guān)人員靈活調(diào)整防御策略，成功阻斷潛在攻擊路徑，以此保障醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與安全性。

3.2 日志信息屬性提取與關(guān)聯(lián)分析

日志信息屬性提取與關(guān)聯(lián)分析在主動(dòng)防御體系中至關(guān)重要。相關(guān)技術(shù)人員通過(guò)整合多源屬性信息來(lái)揭示數(shù)據(jù)間的深層聯(lián)系。該過(guò)程主要應(yīng)用了以下公式：

式（4）中：表示日志信息間的相關(guān)性強(qiáng)度；L指示了攻擊的發(fā)起位置；p指向了受攻擊對(duì)象的IP地址；w描述了攻擊的具體類型。完整流程為：首先，從醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)中采集日志數(shù)據(jù)，并確保日志數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與完整性；其次，技術(shù)人員使用先進(jìn)分析工具來(lái)深入挖掘日志中的關(guān)鍵屬性，如攻擊手段、時(shí)段等要素；屬性提取完畢后，進(jìn)行進(jìn)一步關(guān)聯(lián)分析，將孤立日志條目串聯(lián)為完整攻擊場(chǎng)景[5]。通過(guò)屬性提取與關(guān)聯(lián)分析，能夠幫助醫(yī)院快速、準(zhǔn)確地識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的潛在攻擊與威脅，從而為針對(duì)性防御措施的制定打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.3 信息網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)防護(hù)行為設(shè)計(jì)與預(yù)警機(jī)制

設(shè)計(jì)防護(hù)行為與預(yù)警機(jī)制是主動(dòng)防御體系中的核心與關(guān)鍵，其基于精確的計(jì)算結(jié)果來(lái)規(guī)劃策略，相關(guān)計(jì)算公式如下：

式（5）中：F表示醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)中的主動(dòng)防御策略；T代表防御響應(yīng)的時(shí)效；τ描述主動(dòng)防護(hù)的傳輸路徑；而k則用于量化安全防護(hù)的有效范圍。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，首先啟動(dòng)防御機(jī)制，通過(guò)設(shè)定時(shí)間窗口T將防御指令準(zhǔn)確傳遞至網(wǎng)絡(luò)各終端。伴隨指令的執(zhí)行，逐步構(gòu)建出一個(gè)涵蓋多種類型數(shù)據(jù)的知識(shí)庫(kù)。當(dāng)知識(shí)庫(kù)中的數(shù)據(jù)積累到一定程度時(shí)，集成的數(shù)據(jù)挖掘算法便開(kāi)始深度分析原始信息與報(bào)警信號(hào)，以及時(shí)識(shí)別與發(fā)現(xiàn)潛在的安全威脅。一旦檢測(cè)到異常或威脅達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，防御系統(tǒng)可以自動(dòng)生成關(guān)聯(lián)圖示，直觀顯示報(bào)警事件之間的關(guān)聯(lián)，為相關(guān)負(fù)責(zé)人員提供清晰的安全態(tài)勢(shì)感知，以支持及時(shí)做出響應(yīng)與防護(hù)[6]。上述過(guò)程保證了醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)在面對(duì)潛在攻擊時(shí)可以及時(shí)預(yù)警并迅速有效應(yīng)對(duì)，大幅提升了醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與安全性。

4 實(shí)例應(yīng)用分析與實(shí)踐結(jié)果

為驗(yàn)證所提主動(dòng)防御技術(shù)在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)用性，本研究選取某地區(qū)試點(diǎn)醫(yī)院作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，從該試點(diǎn)醫(yī)院的數(shù)據(jù)庫(kù)中選取了KKD-CPU-188數(shù)據(jù)集作為測(cè)試數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)集涵蓋了醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)中的多種數(shù)據(jù)類型，為實(shí)驗(yàn)提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將數(shù)據(jù)集分成安全數(shù)據(jù)與入侵?jǐn)?shù)據(jù)兩類。其中，安全數(shù)據(jù)用于構(gòu)建與訓(xùn)練主動(dòng)防御模型，而入侵?jǐn)?shù)據(jù)則用來(lái)測(cè)試模型的實(shí)際防御效果。該劃分方式有助于更全面準(zhǔn)確地評(píng)估主動(dòng)防御技術(shù)在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)中的性能表現(xiàn)。數(shù)據(jù)集內(nèi)容如表1所示。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文深入研究與探討了主動(dòng)防御技術(shù)在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用及效果，實(shí)踐結(jié)果表明，主動(dòng)防御技術(shù)的應(yīng)用可以顯著提升醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力與安全穩(wěn)定性。然而，該研究亦存在不足，如部分技術(shù)細(xì)節(jié)尚待完善、實(shí)踐案例數(shù)量有限等。未來(lái)，將持續(xù)深化技術(shù)實(shí)踐并拓展研究范圍，以期構(gòu)建出更可靠、安全的醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從而為醫(yī)院信息安全事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 付嘉琛.主動(dòng)防御技術(shù)在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2023，41（5）：240-242.

[2] 馬勇.主動(dòng)防御技術(shù)在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用分析[J].中阿科技論壇（中英文），2023（11）：58-62.

[3] 孫善志.基于網(wǎng)絡(luò)安全視角的醫(yī)院信息管理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)應(yīng)用分析[J].數(shù)字通信世界，2023（4）：113-115.

[4] 劉昆，劉強(qiáng)，馬文.醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)安全主動(dòng)防御技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2023（3）：99-101.

[5] 馬翔明，穆煒，董文清.基于數(shù)據(jù)安全網(wǎng)關(guān)的醫(yī)院信息化網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微型電腦應(yīng)用，2022，38（7）：99-101113.

[6] 張樹(shù)梅.主動(dòng)防御技術(shù)在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用[J].信息記錄材料，2022，23（6）：124-126.