Das Forschungsprojekt

Motivation:

Neue Kommunikationstechnologien werden im Gesundheitswesen und der medizinischen Versorgung eine zunehmend größere Rolle spielen: sowohl durch moderne Diagnose- und Behandlungsverfahren, als auch durch mobiles Patientenmonitoring.

Dadurch ergeben sich große Herausforderungen an die Resilienz der Kommunikationsinfrastruktur, sowie an die Datensicherheit, vor allem für die sensibelsten Daten: medizinische Informationen des einzelnen Menschen. Besonders für diese muss eine hinreichend geschützte Datenverarbeitung sichergestellt werden.

Projektbeschreibung:

Mit den neuen Mobilfunkstandards 5G (in Zukunft 6G) werden auch für die Gesundheitsversorgung neue Möglichkeiten eröffnet: Wie verändern schnelle maßgeschneiderte Datenübertragungstechniken den "Patientenweg" in und durch ein Krankenhaus? Wie verbessern sie Patientensicherheit und Patientenerfahrung?

Diese Fragestellungen werden derzeit beim Auf- und Ausbau eines 5G-Campusnetzes am größten Klinikum des Bundeslandes Brandenburg beantwortet. Der Patientenweg durch das Krankenhaus (Patient Journey) wird dabei mit den neuen Kommunikationstechnologien durchgespielt und das (zunächst nur technisch-informationell definierte) Internet-of-Things (IoT) dabei zu einem Internet-of-Services (IoS) im Dienst des kranken Menschen weiterentwickelt. Jede Ressource des Krankenhauses wird dabei zur Datenquelle: jede Ultraschallmaschine, das CT genauso wie die Intensivstationskapazität, der OP und jedes geeignete Krankenbett oder Hunderte von Laborparametern und damit theoretisch unendlich viele "Adressen". Dies ist nur mit 5G zu realisieren.

Ein solches medizinisches IoS stellt beim Umgang mit persönlichen gesundheitsbezogenen Daten gleichzeitig höchste Anforderungen an die Datensicherheit und die Resilienz der technischen Infrastruktur. In diesem Projekt soll am Beispiel eines ausschnittsweisen, Medizin-gewidmeten 5G-Szenarios gezeigt werden, welche Bedrohungen in der medizinischen Nutzung des Netzes tatsächlich relevant sind und wie auf diese Bedrohungen reagiert werden kann. Darüber hinaus wird gezeigt, wie die Resilienz des Netzes durch ergänzende neue Technologien und Entwicklungen weiter gestärkt werden kann. Diese Untersuchungen profitieren von den bisherigen Erfahrungen der Projektpartner, sowie der interdisziplinären technisch-medizinischen Zusammenarbeit, welche gerade für dieses Projekt ein Alleinstellungsmerkmal darstellt.

Zusammenfassend soll das Projekt medCS.5 über verschiedene komplementäre Methoden, Technologien, Algorithmen und Tests die Datensicherheit und Resilienz von 5G-Infrastrukturen im medizinischen Bereich analysieren und daraus abgeleitet Empfehlungen für Design und Betrieb solcher Netze formulieren.

Zielsetzung:

Das Ziel des Projektes medCS.5 ist die Patientendatensicherheit und Resilienz von 5G-Infrastrukturen im medizinischen Bereich zu analysieren, Bedrohungspotenziale zu identifizieren und daraus abgeleitet Empfehlungen für Sicherheit, Design und Betrieb solcher Netze zu formulieren.

Dazu werden verschiedene komplementäre Methoden, innovative Technologien sowie neuartige Algorithmen und Tests entwickelt, validiert und eingesetzt. Darüber hinaus wird gezeigt, wie die Resilienz des Netzes durch ergänzende neue Technologien und Entwicklungen weiter gestärkt werden kann.

Meilensteine:

Anforderungsanalyse: Sicherheit des Datenaustauschs auf Basis der Patient Journey in Kliniken

M1

Konzipierung und Umsetzung der simulativen Resilienzbewertung

M2

Selbstlernende Methoden zur Erfassung von Anomalien bei Angriffen auf 5G- und Cloud-Systemen

M3

Integration von LiFi-Technologien zur Versorgung kritischer Bereiche und Verhinderung von Angriffen auf die Funkinfrastruktur

M4

Sicherung der 5G Edge-Cloud-Lösung durch Quantenschlüsselverteilung

M5

Integrationstest von Algorithmen, Simulationen und Technologien in einer 5G Testumgebung

M6

Laufzeit:

01. Januar 2023 - 31. Dezember 2024

Koordination:

ITPower Solutions GmbH

Projektpartner:

Brandenburgisch-Technische Universität Cottbus-Senftenberg

• Lehrstuhl Technische Informatik

• Lehrstuhl IT Sicherheit

ccc Center for Connected Healthcare

Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut

• AG Digitale Signalverarbeitung

• AG Optische Metro-, Zugangs- und Inhausnetze

Themengebiete:

• eHealth
• Resilienz
• 5G
• LiFi
• Internet of Things (IoT)
• Campusnetzwerk
• Quantum Key Distribution (QKD)
• Patientendatensicherheit

TSP4

Gefördert durch:

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