引言

在醫(yī)療設(shè)備智能化趨勢下，醫(yī)療器械PC 端軟件不僅能夠處理敏感醫(yī)療數(shù)據(jù)，還能夠直接控制設(shè)備運(yùn)行。當(dāng)前醫(yī)療軟件面臨的網(wǎng)絡(luò)安全威脅日益復(fù)雜，包括黑客攻擊、數(shù)據(jù)泄露、通信協(xié)議漏洞等。建立專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全測試體系，既是技術(shù)發(fā)展的必然要求，也是保障醫(yī)療安全的重要防線。本文聚焦該領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)安全測試技術(shù)，分析滲透測試、漏洞掃描、通信安全驗(yàn)證以及代碼審計(jì)四大核心技術(shù)。通過解析外部攻擊、內(nèi)部威脅以及軟件缺陷等風(fēng)險(xiǎn)，提出多技術(shù)協(xié)同的測試策略，構(gòu)建覆蓋軟件全生命周期的安全防護(hù)體系。研究證實(shí)，專業(yè)化測試可顯著提升醫(yī)療軟件安全防御能力，為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化測試流程提供實(shí)踐指導(dǎo)。

1 醫(yī)療器械 PC 端軟件網(wǎng)絡(luò)安全測試概述

1.1 網(wǎng)絡(luò)安全測試的重要性

醫(yī)療器械PC 端軟件作為醫(yī)療業(yè)務(wù)流程的核心載體，直接介入患者診療數(shù)據(jù)的采集、處理與存儲環(huán)節(jié)，其網(wǎng)絡(luò)安全狀態(tài)與患者生命健康、醫(yī)療體系數(shù)據(jù)資產(chǎn)安全形成強(qiáng)綁定關(guān)系。當(dāng)軟件遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊或出現(xiàn)安全漏洞時(shí)，則會引發(fā)診療指令誤判、設(shè)備控制異常等風(fēng)險(xiǎn)。例如，遠(yuǎn)程惡意代碼注入會導(dǎo)致影像診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)篡改，進(jìn)而影響醫(yī)生臨床決策，甚至誘發(fā)誤診誤治等嚴(yán)重醫(yī)療事故。同時(shí)，醫(yī)療數(shù)據(jù)具有高度敏感性，包含患者身份信息、診療記錄等隱私內(nèi)容，若因網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)失效導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露，不僅違反《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》《中華人民共和國個(gè)人信息保護(hù)法》等法律法規(guī)，還會對患者隱私權(quán)造成侵害，引發(fā)公眾對醫(yī)療行業(yè)的信任危機(jī)。從行業(yè)發(fā)展層面看，構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)安全測試體系，能夠提前識別軟件在網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)交互、權(quán)限管理等環(huán)節(jié)的安全隱患，通過修復(fù)漏洞、優(yōu)化架構(gòu)等技術(shù)手段，保障軟件在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行，為智慧醫(yī)療系統(tǒng)的規(guī)?；瘧?yīng)用筑牢安全底座[1]。

1.2 常見網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)

醫(yī)療器械PC 端軟件面臨的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)多元化特征，其中外部攻擊威脅首當(dāng)其沖。黑客常利用軟件暴露的網(wǎng)絡(luò)端口、未修復(fù)的系統(tǒng)補(bǔ)丁等薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)施滲透攻擊與惡意代碼植入。例如，釣魚郵件攜帶木馬程序，一旦用戶點(diǎn)擊執(zhí)行郵件，即可獲取軟件后臺管理權(quán)限，進(jìn)而對患者電子病歷數(shù)據(jù)庫進(jìn)行竊取或篡改 ；勒索軟件則通過加密關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，向醫(yī)療機(jī)構(gòu)索要高額贖金，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓與診療服務(wù)中斷。而內(nèi)部威脅表現(xiàn)在醫(yī)療人員操作失誤或權(quán)限濫用可能引發(fā)數(shù)據(jù)安全事件，如誤將包含患者隱私的數(shù)據(jù)包發(fā)送至非安全網(wǎng)絡(luò)區(qū)域或因賬號密碼管理不善導(dǎo)致未授權(quán)用戶訪問系統(tǒng)。同時(shí)，部分軟件仍采用安全性較低的傳輸協(xié)議，如未加密的HTTP 協(xié)議傳輸患者影像數(shù)據(jù)，容易被中間人攻擊截取并篡改 ；即使使用HTTPS 協(xié)議，若證書配置不當(dāng)或加密算法存在漏洞，仍會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸過程中的機(jī)密性與完整性喪失[2] 。此外，軟件設(shè)計(jì)缺陷更是長期潛伏的安全隱患，輸入驗(yàn)證機(jī)制缺失會引發(fā)緩沖區(qū)溢出攻擊，越權(quán)訪問漏洞會導(dǎo)致低權(quán)限用戶獲取敏感操作權(quán)限，而會話管理漏洞則會被利用進(jìn)行會話劫持，冒充合法用戶執(zhí)行惡意操作。

2 醫(yī)療器械 PC 端軟件網(wǎng)絡(luò)安全核心測試技術(shù)分析

2.1 滲透測試技術(shù)

2.1.1 黑盒測試的邊界攻擊實(shí)踐

黑盒測試聚焦軟件外部暴露面，通過模擬真實(shí)攻擊場景驗(yàn)證邊界安全性，測試人員利用Nmap 等工具枚舉開放端口與服務(wù)版本，針對HTTP 接口實(shí)施OWASP Top10 漏洞驗(yàn)證，如構(gòu)造畸形URL 觸發(fā)路徑遍歷或通過Burp Suite 篡改請求參數(shù)嘗試越權(quán)訪問。典型案例中，某影像管理軟件因未限制API 調(diào)用頻率，被發(fā)現(xiàn)可通過自動化腳本暴力破解醫(yī)生賬號，存在暴露患者影像數(shù)據(jù)強(qiáng)制訪問的風(fēng)險(xiǎn)。

2.1.2 白盒測試的代碼級漏洞挖掘

白盒測試基于代碼可讀性優(yōu)勢，深入函數(shù)邏輯檢測潛在缺陷，通過分析設(shè)備控制模塊的C 語言代碼，可發(fā)現(xiàn)未對用戶輸入做長度校驗(yàn)的strcpy 函數(shù)調(diào)用，存在緩沖區(qū)溢出風(fēng)險(xiǎn)。針對Python 編寫的后臺服務(wù)，可定位未經(jīng)驗(yàn)證的反序列化操作，防止惡意構(gòu)造對象引發(fā)遠(yuǎn)程代碼執(zhí)行。結(jié)合Coverity 等靜態(tài)分析工具，能精準(zhǔn)識別空指針解引用、競爭條件等底層代碼問題，尤其關(guān)注多線程數(shù)據(jù)交互場景的同步機(jī)制漏洞。

2.1.3 灰盒測試的混合信息利用策略

灰盒測試結(jié)合部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔與運(yùn)行時(shí)狀態(tài)，重點(diǎn)突破權(quán)限邊界。例如，在測試醫(yī)療數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能時(shí)，已知業(yè)務(wù)邏輯需調(diào)用加密中間件，可通過Wireshark 抓取傳輸數(shù)據(jù)，驗(yàn)證AES 加密密鑰是否動態(tài)生成且符合國密標(biāo)準(zhǔn)。針對登錄模塊，利用已知的賬號權(quán)限分級規(guī)則，構(gòu)造跨角色權(quán)限調(diào)用請求，檢測服務(wù)端是否缺失強(qiáng)制訪問控制（MAC）機(jī)制，如普通護(hù)士賬號能否繞過邏輯直接下載全院患者數(shù)據(jù)。

2.2 漏洞掃描技術(shù)

2.2.1 靜態(tài)掃描的代碼缺陷檢測

靜態(tài)掃描工具通過語法分析與規(guī)則匹配，在代碼編譯前識別結(jié)構(gòu)性漏洞。SonarQube 可檢測SQL 語句硬編碼問題，提示使用參數(shù)化查詢防止注入攻擊。針對醫(yī)療設(shè)備通信模塊，需特別檢查DICOM 協(xié)議解析代碼是否存在未處理的異常字段，避免惡意構(gòu)造的畸形數(shù)據(jù)包導(dǎo)致程序崩潰。此外，對配置文件的掃描不可或缺，如nginx.conf 是否禁用了TRACEMethod，防止HTTP 方法濫用引發(fā)的安全風(fēng)險(xiǎn)[3]。

2.2.2 動態(tài)掃描的運(yùn)行時(shí)漏洞驗(yàn)證

動態(tài)掃描在軟件運(yùn)行環(huán)境中模擬攻擊行為，捕捉內(nèi)存泄漏、邏輯錯(cuò)誤等動態(tài)缺陷，可使用OWASPZAP 對設(shè)備控制接口進(jìn)行模糊測試，向串口通信函數(shù)發(fā)送隨機(jī)字節(jié)流，觀測是否出現(xiàn)緩沖區(qū)溢出導(dǎo)致的程序異常終止問題。針對HTTPS 服務(wù)，通過模擬TLS 握手失敗場景，驗(yàn)證是否存在降級攻擊漏洞，如客戶端能否被強(qiáng)制使用SSLv3 協(xié)議，進(jìn)而利用POODLE 漏洞解密數(shù)據(jù)。

2.2.3 立體化掃描策略的實(shí)施路徑

立體化掃描需構(gòu)建“開發(fā)階段—集成測試—上線前”的全周期掃描體系，在開發(fā)階段采用IDE 插件實(shí)時(shí)檢測代碼提交中的高危 函數(shù)（如C++ 的std::getline未指定長度限制）。集成測試階段部署Nessus 掃描器，重點(diǎn)檢測第三方組件漏洞，如某版本OpenSSL 的心臟出血漏洞。上線前結(jié)合人工驗(yàn)證，對掃描結(jié)果中的“誤報(bào)”進(jìn)行二次確認(rèn)，避免因過度依賴工具導(dǎo)致關(guān)鍵漏洞漏檢，如醫(yī)療專用協(xié)議解析模塊的定制化漏洞需人工比對協(xié)議規(guī)范。

2.3 通信安全測試技術(shù)

2.3.1 數(shù)據(jù)加密傳輸?shù)膮f(xié)議安全性驗(yàn)證

針對醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸，需驗(yàn)證TLS 協(xié)議配置的合規(guī)性，可使用SSLLabs 工具檢測服務(wù)器支持的加密套件，禁用RC4 等弱算法，確保證書鏈完整且未被吊銷。在DICOM 圖像傳輸測試中，通過構(gòu)造無效的TLS 證書強(qiáng)制連接，觀察軟件是否具備證書校驗(yàn)熔斷機(jī)制，防止中間人攻擊篡改影像數(shù)據(jù)。同時(shí)，需測試加密性能，避免因AES-GCM 算法調(diào)用異常導(dǎo)致的傳輸延遲影響設(shè)備控制實(shí)時(shí)性。

2.3.2 通信協(xié)議的合規(guī)性與健壯性測試

協(xié)議測試需對照HL7FHIR、DICOM 等醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)，以HL7 消息為例，故意構(gòu)造缺少必選字段的異常消息，驗(yàn)證軟件是否拒絕處理并記錄日志。針對設(shè)備控制使用的Modbus TCP 協(xié)議，模擬連續(xù)發(fā)送未認(rèn)證的寫寄存器指令，檢測是否觸發(fā)訪問控制機(jī)制，防止惡意設(shè)備偽造指令篡改治療參數(shù)。此外，需驗(yàn)證協(xié)議版本兼容性，如舊版軟件能否正確解析新版DICOM 文件的加密元數(shù)據(jù)。

2.3.3 身份認(rèn)證與訪問控制的旁路攻擊測試

在雙因素認(rèn)證（2FA）測試中，嘗試?yán)@過短信驗(yàn)證碼機(jī)制，如通過攔截通信接口偽造驗(yàn)證碼接收響應(yīng)或利用會話固定攻擊劫持已認(rèn)證的會話。對于基于角色的訪問控制（RBAC） 系統(tǒng)，需驗(yàn)證權(quán)限邊界是否清晰。例如，低權(quán)限的護(hù)士賬號是否可通過修改HTTP 請求中的用戶ID 參數(shù)，訪問其他患者的診斷報(bào)告。此外，針對醫(yī)療軟件的本地認(rèn)證（如Windows 登錄集成），需檢測是否存在緩存憑證泄露風(fēng)險(xiǎn)，如通過內(nèi)存dump 工具提取明文密碼。在生物識別認(rèn)證場景中，需測試指紋識別模塊的抗偽造能力，使用硅膠指紋膜模擬非法身份驗(yàn)證，驗(yàn)證系統(tǒng)是否具備活體檢測機(jī)制。

2.4 安全代碼審計(jì)技術(shù)

2.4.1 自動化工具的規(guī)則化漏洞掃描

在Java 開發(fā)的醫(yī)療信息系統(tǒng)中，Checkmarx 可檢測不安全 的反序列化漏洞（如使用Apache Commons Collections 庫 的默認(rèn)配置），此類漏洞會導(dǎo)致遠(yuǎn)程代碼執(zhí)行。針對Python 代碼，Bandit工具可識別加密函數(shù)的不當(dāng)使用，如使用MD5 進(jìn)行密碼哈希存儲。此外，針對醫(yī)療軟件特有的數(shù)據(jù)脫敏模塊，需定制化規(guī)則檢測敏感信息（如身份證號、醫(yī)保卡號）的脫敏策略，確保掩碼處理符合 GB/T35273 等個(gè)人信息保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，避免因正則表達(dá)式錯(cuò)誤導(dǎo)致部分敏感字段未被過濾。自動化工具的輸出需結(jié)合人工復(fù)核。例如，誤報(bào)的“未使用HTTPS”警告可能因測試環(huán)境配置差異產(chǎn)生，需排除環(huán)境因素干擾[4]。

2.4.2 人工審計(jì)的邏輯漏洞挖掘

人工審計(jì)側(cè)重業(yè)務(wù)邏輯缺陷，如預(yù)約系統(tǒng)的時(shí)間戳校驗(yàn)是否存在跨日漏洞，導(dǎo)致患者預(yù)約時(shí)間被錯(cuò)誤覆蓋 ；在設(shè)備校準(zhǔn)功能中，檢查是否缺少二次確認(rèn)機(jī)制，防止未授權(quán)用戶通過偽造HTTP POST 請求觸發(fā)設(shè)備參數(shù)重置。針對權(quán)限管理，需逐行審查ACL（訪問控制列表）配置，確認(rèn)“只讀賬號”是否被錯(cuò)誤賦予數(shù)據(jù)修改權(quán)限，尤其關(guān)注復(fù)雜業(yè)務(wù)流程中的權(quán)限傳遞邏輯，如實(shí)習(xí)生賬號通過多級跳轉(zhuǎn)獲取管理員操作界面的漏洞。

2.4.3 代碼缺陷的修復(fù)與防護(hù)體系構(gòu)建

對于緩沖區(qū)溢出漏洞，需采用安全編碼實(shí)踐（如使用strncpy 替代strcpy），并啟用編譯器防護(hù)技術(shù)（如GCC 的-fstack-protector）。針對SQL 注入風(fēng)險(xiǎn)，推廣參數(shù)化查詢（如PreparedStatement）而非拼接SQL語句。修復(fù)完成后需進(jìn)行回歸測試，驗(yàn)證補(bǔ)丁是否引入新漏洞。例如，某PACS 系統(tǒng)修復(fù)文件上傳漏洞后，應(yīng)測試是否導(dǎo)致合法DICOM 文件無法正常導(dǎo)入。同時(shí)，構(gòu)建持續(xù)集成/ 持續(xù)部署（CI/CD）管道中的安全門禁，將代碼掃描工具集成至Jenkins 流水線，強(qiáng)制要求漏洞修復(fù)率達(dá)到100% 方可發(fā)布。此外，針對醫(yī)療行業(yè)的長期維護(hù)需求，需建立代碼版本控制系統(tǒng)（如Git）的安全分支策略，確保歷史版本漏洞在補(bǔ)丁回退時(shí)可追溯。例如，為遺留系統(tǒng)創(chuàng)建獨(dú)立的安全維護(hù)分支，定期同步通用漏洞庫（CVE）的修復(fù)方案。

結(jié)語

醫(yī)療器械PC 端軟件的網(wǎng)絡(luò)安全測試，是技術(shù)規(guī)范與醫(yī)療倫理的交匯點(diǎn)。通過滲透測試模擬攻擊場景、漏洞掃描實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)可視化、通信協(xié)議驗(yàn)證保障數(shù)據(jù)傳輸安全以及代碼審計(jì)筑牢安全防線，可構(gòu)建多層次防御體系。實(shí)踐表明，將測試技術(shù)融入軟件研發(fā)全流程，是應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)威脅的有效途徑。醫(yī)療行業(yè)需持續(xù)完善測試標(biāo)準(zhǔn)，推動技術(shù)創(chuàng)新與臨床需求融合，實(shí)現(xiàn)安全與效率的平衡發(fā)展。

本文由廣州佳譽(yù)醫(yī)療器械有限公司/佛山浩揚(yáng)醫(yī)療器械有限公司聯(lián)合編輯