张雷：医院信息安全范式转型——从合规驱动到能力驱动的安全有效性验证

　　前言

　　随着新兴技术的深度应用，医疗行业正面临日益复杂的信息安全挑战。医疗数据因承载个体健康隐私与公共健康管理双重属性，成为全球网络攻击的重点目标。各国相继出台《通用数据保护条例》(GDPR)、《健康保险可携性和责任法案》(HIPAA)等法规，我国亦通过《网络安全法》《数据安全法》与等级保护2.0标准构建了医疗数据保护框架。然而，多数医疗机构仍存在"重建设轻运营"的弊端，主动防御能力与安全运营成熟度不足。

　　本文提出的安全有效性验证平台，通过无害化攻击模拟、动态风险评估和防护策略优化三位一体机制，构建覆盖"边界-内网-终端-云端"的全域验证体系。实现从合规驱动到能力驱动的安全范式转型，为智慧医疗时代的风险治理提供可复用的方法论支撑。

　　数字医疗的蓬勃发展使医院信息系统从封闭式局域网向"云-边-端"协同架构演进。据统计，2023年我国三级医院日均数据交互量达12.7TB，但网络安全投入仅占信息化预算的3.2%(IDC，2023)。攻击者利用医疗系统7×24小时服务特性，通过勒索软件加密电子病历、DDoS攻击瘫痪急诊系统等恶性事件频发，美国Anthem医疗集团8000万患者数据泄露事件更造成直接损失16.2亿美元(Ponemon Institute，2022)。

　　我国《"十四五"全民健康信息化规划》明确提出构建"实战化、体系化、常态化"的医疗安全运营体系。本文基于MITRE ATT&CK攻击知识库与NIST CSF安全框架，创新性地将攻击模拟(BAS)技术与医疗业务场景深度耦合，着力破解传统防护体系"看不见、拦不住、追不回"的困局。

　　在这一背景下，安全有效性验证平台通过模拟无伤害攻击场景，评估医疗信息安全设施的防御能力与检测能力，为机构优化防护体系提供依据。这一方法可实现风险的事前预防，提升医疗行业整体信息安全水平。

一 医院安全运营痛点

　　医院在开展信息安全运营过程中，面临着多方面的挑战和痛点。随着医疗行业数字化转型的深入，医疗信息系统的应用日益增多，网络安全问题也变得日益复杂。以下是医院在信息安全运营中常遇到的痛点：

　　1.安全产品与措施未能有效匹配实际需求

　　医院在选购安全产品时，可能存在产品功能与实际需求之间的差距。由于医院的IT环境复杂且特殊，某些通用的安全产品可能未能全面覆盖医疗系统的安全防护需求。尤其是在缺乏实际应用场景的测试时，医院难以及时发现产品与实际环境的适配性问题，导致部署后的安全防护效果不如预期，影响整体安全防御能力。

　　2.安全策略无法充分应对新型威胁

　　随着网络攻击手段不断演化，医院现有的安全策略有时无法应对新型的威胁。例如，勒索病毒、网络钓鱼攻击等新型攻击方式的出现，往往导致医院的安全防御措施失效或无法及时拦截。部分医院的安全策略过于宽泛，难以有效防止复杂的攻击路径，因此暴露出一定的安全薄弱点，增加了攻击的风险。

　　3.应急响应效率低，影响事件处置速度

　　医院在应对安全事件，以及面对高危漏洞(如0day漏洞)和突发攻击时，可能存在应急响应不及时、漏洞处置不迅速等挑战。医院安全团队通常需要在极短时间内验证当前防护措施是否有效，以尽量降低攻击的损害。然而，由于常规告警和日志处置效率较低，可能导致安全事件扩大，影响患者数据安全和医疗服务的正常运转。

　　4.安全防护覆盖不足，存在“安全盲点”

　　部分医院在进行安全体系建设时，可能未能涵盖所有的信息系统或应用程序，导致某些设备或系统处于“裸露”状态，成为攻击者的潜在目标。例如，医院的一些老旧系统或新部署的应用未能及时纳入到整体安全防护范围，成为攻击者的突破口。这种“安全盲点”往往是攻击者的重点攻击目标，成为医院安全防护的短板。

　　5.业务与技术更新快速，安全措施滞后

　　医疗行业的数字化转型日益加速，医院的信息系统和设备更新换代频繁，技术环境日新月异。在这种情况下，医院的安全防护措施往往难以跟上技术变革的步伐。

二 安全有效性验证技术的发展与应用

　　随着数字产业化、产业数字化和数字孪生技术的深入发展，全球正在朝着由软件定义、网络互联、数据驱动的数字化未来迈进。网络安全的重要性日益突出，尤其在医疗行业，随着信息技术的广泛应用，数据的敏感性和潜在安全威胁的增加，传统的安全防御手段已无法满足当前复杂环境下的安全需求。

　　早期的信息安全实践起源于20世纪70年代和80年代，当时计算机网络刚刚兴起，研究人员开始关注如何保护计算机系统免受未授权访问和破坏。最初，计算机安全主要集中在访问控制和身份验证机制上。随着互联网的普及，进入上世纪90年代，网络安全问题成为全球关注的重点。漏洞评估成为评估系统安全性的关键手段，漏洞扫描工具如SATAN和COPS被开发出来，用于自动检测系统中的安全漏洞。上世纪90年代中期，渗透测试作为一种评估安全性的方法广泛流行，它模拟黑客行为，突破系统的安全防御，发现系统的弱点并提供改进建议。

　　随着技术的进步与国内相关法规标准的出台，如《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》(GB/T 22239-2019)和《医疗卫生机构网络安全管理办法》等，企业在保障信息安全时必须考虑合规性，安全审计成为验证企业是否符合这些标准的重要手段。进入21世纪，自动化工具的开发使得安全防护逐步转向持续监控与实时验证。安全信息和事件管理(SIEM)系统可以实时收集并分析安全数据，帮助医疗机构和企业不断验证其安全状态，确保信息安全和合规性要求的双重保障。

　　近年来，随着网络攻击手段的不断升级和攻击范围的扩大，安全有效性验证技术应运而生。有效性验证技术通过模拟真实攻击场景，评估企业现有安全防御措施的有效性，已成为验证防护能力的重要手段。Gartner于2017年首次提出有效性验证技术，并将其视为一种“正在崛起的技术”。随着时间的推移，技术热度持续上升。2023年，Gartner发布的《网络安全的主要趋势》中提出，安全验证将成为未来网络安全发展的重要组成部分。预计到2026年，40%以上的组织将依赖整合的安全平台进行网络安全验证评估。

　　安全有效性验证技术结合了多种技术、流程和工具，旨在模拟潜在攻击者如何利用已识别的威胁暴露面，并测试安全防御系统的反应。它通过主动评估安全防护体系的弱点，提供了一种新的解决方案，用于实时验证和优化其安全防御能力。

三 医院在安全有效性验证实践

　　随着信息技术的快速发展和数字化转型的推进，医院作为关键的医疗服务机构，面临着越来越多的网络安全威胁。从患者个人信息、医疗数据到医院的运营系统，所有这些都需要得到妥善的保护。然而，由于医院通常存在复杂的网络架构、多个部门以及庞大的终端设备，传统的安全防护措施往往难以有效应对日益复杂的网络安全威胁。因此，医院在实施安全有效性验证过程中，需通过全面的安全测试与验证，确保其网络安全防护措施能够适应不断变化的安全挑战。

　　医院在进行安全有效性验证时，可以采用以下几种主要方法来全面评估安全防护体系的有效性。

　　1.边界安全防护类评估

　　边界安全防护类评估是对医院外部网络边界(如互联网、DMZ、外网访问入口等)进行的安全评估。通过模拟从互联网发起的攻击，如SQL注入、XSS攻击、Webshell上传等，检查医院的防火墙、入侵防御系统、Web应用防火墙等安全设备是否能够有效阻止外部攻击。评估过程中，重点关注边界安全防护设备是否能正确检测和拦截攻击流量，并提供实时的告警信息。

　　2.内网横向检测类评估

　　内网横向检测类评估主要评估医院内网安全防护能力。攻击者可能通过一个终端设备渗透医院网络后，利用内网横向移动的方式攻击其他设备。通过模拟内网攻击，检查医院的内网安全设备(如入侵检测系统、APT检测设备等)是否能及时识别并阻止内网横向攻击。评估目标包括对内网安全检测的准确性和响应能力的测试，确保医院网络中的每个设备都在安全防护的范围内。

　　3.终端恶意行为类评估

　　医院的终端设备(如医生、护士的工作站、医疗设备等)是安全防护的一个重要环节。终端恶意行为类评估通过模拟在终端设备上的恶意攻击行为(如勒索软件、特洛伊木马、病毒、蠕虫等)，测试医院终端安全产品(如EDR、EPP等)能否有效防止这些攻击。评估重点是检测医院终端是否具备对抗恶意行为的能力，包括病毒检测、行为检测和已知漏洞防护等。

　　4.邮件安全防护评估

　　邮件系统是医院信息系统的重要组成部分，恶意邮件(包括钓鱼邮件、病毒邮件等)可能导致敏感信息泄露或系统遭受攻击。医院应定期对邮件安全网关进行评估，通过模拟恶意邮件的发送，检测邮件网关和防泄露设备对恶意邮件及附件的防护能力。

　　此外，医院还需要评估员工在接收和处理钓鱼邮件时的防范意识和操作行为。这种评估通过模拟员工遭遇钓鱼邮件的情境，帮助识别其安全意识的薄弱环节，并采取相应的培训和补救措施，降低社会工程学攻击的风险。

　　5.数据泄露防护评估

　　数据泄露防护(DLP)设备是防止敏感数据泄露的关键组件。医院在进行数据安全评估时，通常会通过模拟数据泄露事件，测试医院现有的DLP设备在邮件、网络和终端层面是否能够有效识别和阻止敏感数据的泄露。这些数据包括患者的个人信息、病历记录等，任何数据的泄露都可能导致严重的隐私问题和法律责任。

　　通过评估设备的日志反馈，医院可以识别防护措施中的不足之处，并及时进行优化。例如，可能需要调整DLP策略，提升对特定数据类型(如医疗图像、患者记录等)的监控能力。

　　6.容器和云原生平台安全评估

　　随着云计算和容器技术的普及，医院越来越多地将业务系统部署在云平台和容器环境中。容器和云原生平台的安全性评估成为医院信息安全的一项重要任务。通过模拟向云平台内应用发起的攻击，医院可以测试其容器平台(如Docker、Kubernetes等)是否能有效防御病毒传播和恶意代码的执行。

　　这一评估方法帮助医院识别容器和云平台的潜在安全漏洞，确保容器化应用在医疗环境中的可靠性。特别是对于敏感数据和重要应用(如医疗管理系统、电子病历系统等)的保护至关重要，确保云原生平台能够及时检测并防止针对容器环境的攻击。

　　7.网络策略与连通性验证

　　医院的网络是支撑信息系统运行的基础设施。网络安全评估通过验证网络连通性、端口连通性、URL连通性等，帮助医院识别潜在的安全风险。通过模拟网络攻击，医院可以检测现有网络策略(如ACL策略、端口过滤策略等)的有效性，确保其能够有效隔离内部与外部网络的风险。

　　此外，网络策略验证还可以识别高危端口暴露、未授权访问和其他网络安全问题，帮助医院及时调整网络策略，降低攻击面，保护医院信息系统的完整性。

　　8.威胁情报评估

　　医院的信息安全防护不仅需要依赖内部的防护设备，还需要及时获取和响应外部的威胁情报。通过威胁情报评估，医院可以验证其安全设备是否能够根据最新的威胁情报，及时检测和防御已知的攻击。评估过程中，通过下发威胁情报至安全防护设备，模拟外部攻击，测试设备对这些已知威胁的响应能力。

　　威胁情报的及时更新和响应能力是医院防御零日攻击和高级持续性威胁(APT)的重要保障。通过不断完善威胁情报平台，医院可以提高对新型攻击方法的防护能力。

四 结论与展望

　　安全有效性验证技术为医疗信息安全提供了动态防御评估新范式。本文构建的多维验证体系通过模拟勒索攻击、APT渗透等典型医疗攻击链，实现了从网络边界到业务终端的全栈能力验证，推动安全运营向能力驱动转型。未来需深化数字孪生、AI威胁验证及智能医疗设备嵌入式验证，以应对智慧医疗时代新型风险。安全有效性验证将作为核心机制，持续护航医疗数据全生命周期安全，支撑公立医院高质量发展。

　　作者简介

　　张雷，CHIMA常委，河北医科大学第一医院西南院区院长