DE102006034536A1

DE102006034536A1 - Verfahren zum Erzeugen von Zugangsdaten für ein medizinisches Gerät

Info

Publication number: DE102006034536A1
Application number: DE102006034536A
Authority: DE
Inventors: Axel Dr. Doering
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-01-31
Also published as: CN101496021A; EP2044547A1; US20090241184A1; JP2009545041A; WO2008012020A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines nur eimal gültigen Zugangscode zu einem medizinischen Gerät, welches über einen Speicher für Patientendaten verfügt. Dabei wird aus einer geräteinternen Kennung ein Abfrageschlüssel generiert und an eine Autorisierungsinstanz gesendet, diese erzeugt daraus einen zugehörigen Freigabeschlüssel, welcher bei Eingabe in das Gerät den Zugang ermöglicht und die interne Kennung verändert, so dass der Zugangscode nicht ein zweites Mal verwendet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Zugangsdaten für ein medizinisches Gerät, welches über eine gesicherte Speicherung von medizinischen oder Patientendaten verfügt.
Der Zugang zu Patientendaten, die auf medizinischen Geräten erfasst oder gespeichert werden, unterliegt strengen gesetzlichen Anforderungen. Eine Minimalforderung ist stets die Identifizierung und Autorisierung eines Gerätebenutzers, der Einsicht in diese Daten nehmen darf. Eine praktisch relevante Komplikation ist dabei jedoch der Verlust dieser Zugangsberechtigung (z.B. Vergessen des Passwortes, bisheriger Benutzer verlässt Klinik/Praxis ohne dass eine korrekte Informationsübergabe erfolgt).
Die zugriffsberechtigenden Daten (meist: Nutzerkürzel/Passwort) können im Prinzip an einem sicheren Ort (verschlossener Briefumschlag im Safe) aufbewahrt werden. Da regelmäßiges Wechseln von Passwörtern zu den elementaren Sicherheitsmaßnahmen zählt, ist in der Praxis jedoch schwer sicherzustellen, dass das hinterlegte Passwort aktuell ist. Dieses Verfahren setzt auch die Kooperation des (bisherigen) Benutzers voraus, die nicht notwendigerweise gegeben ist
Ein übliches Verfahren besteht im Vorsehen eines verdeckten, nur einem beschränkten Personenkreis (z.B. Servicepersonal) bekannten Zugangs ohne Autorisierung (z.B. geheime Tastenkombination, Service-Nutzerkürzel mit unveränderbarem Passwort – „Geheimer Generalschlüssel"), welcher seinerseits direkt Zugang zu den Daten, oder aber das Rücksetzen des verloren gegangenen Zugangs auf einen bekannten oder zu definierenden Wert erlaubt. Dieses Verfahren kann einen wirksamen und verfolgbaren Schutz der Patientendaten nicht sichern, da es diesen davon abhängig macht, dass nur vertrauenswürdige Personen Kenntnis über den Geheimen Generalschlüssel erhalten. Dies ist in der Praxis nicht realisierbar und insbesondere die erfolgte Geheimhaltung ist kaum nachweisbar.
Die Verwendung eines physisch geschützten Schlüssels (z.B. als „Dongle" am USB- oder Parallelport) verhindert zwar die unkontrollierte Weitergabe von Zugangsinformationen (wie beim Geheimen Generalschlüssel), und erleichtert den Nachweis von mit Hilfe des physisch geschützten Schlüssels vorgenommenen Manipulationen (Rücksetzen des verlorenen Zugangs). Andererseits erfordert sie jedoch die physische Anwesenheit eines Berechtigten (z.B. autorisierter Service-Mitarbeiter), was Zeit und Geld kostet. Gleichzeitig ist der Zugangsschutz für alle Geräte durchbrochen, sobald ein physisch geschützter Schlüssel entwendet oder vervielfältigt würde.
Die durch die Erfindung gelöste Aufgabe besteht in der kontrollierten Freischaltung einer verloren gegangenen Zugangsberechtigung ohne physische Manipulation am Daten speichernden Gerät.
Kontrollierte Freischaltung bedeutet dabei, dass das Verfahren nicht missbraucht werden kann, um sich Zugang zu einem anderen als dem identifizierten Gerät zu verschaffen, und dass dieses Zugangsverfahren unmittelbar nach seiner Verwendung unwirksam wird, also auch für dieses identifizierte Gerät keinen „Generalschlüssel" darstellt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Generierung eines nur einmal gültigen Zugangscodes für ein medizinisches Gerät oder System gelöst, welches die Schritte

a) Geräteseitiges Erzeugen eines Abfrageschlüssels aus mindestens einem geräteinternen Kennzeichen
b) Übertragen des Abfrageschlüssels an eine Autorisierungsinstanz
c) Erzeugen eines Freischaltschlüssels aus dem Abfrageschlüssel durch die Autorisierungsinstanz
d) Übertragen des Freigabeschlüssels an das Gerät
e) Freischalten des Zugangs durch das Gerät und
f) Geräteseitige zufällige Veränderung mindestens eines der geräteinternen Kennzeichen

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die zufällige Veränderung des mindestens einen geräteinternen Kennzeichens durch Generierung des Kennzeichens mittels eines Zufallsgenerators erfolgt.
Alternativ kann die zufällige Veränderung des mindestens einen geräteinternen Kennzeichens durch eine zufällige Auswahl aus einer vordefinierten Liste von Kennzeichen erfolgen. Dabei kann die Übertragung des Abfrageschlüssels bzw. die Übertragung des Freigabeschlüssels mittels Datenträger oder Online-Datenübertragung erfolgen.
Die Autorisierungsinstanz ist vorteilhafterweise ein Rechner oder eine andere Informationsverarbeitungseinheit, welche im Zugriff des Geräteherstellers oder einer vom ihm autorisierten Stelle liegt und in der Lage ist, in an sich bekannter Art und Weise die Berechtigung zur Anforderung des Zugangscodes zu prüfen, indem z.B. überprüft wird, ob das Gerät ordnungsgemäß erworben wurde und/oder z.B. ein Service- oder Wartungsvertrag vorliegt und/oder die zum Zugriff auf die Daten des Gerätes berechtigte Person die Anforderung des Zugangscodes gestellt hat.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert.
1 zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Medizinische Gerät weist einen Speicher 1 auf, welcher mindestens ein (mit hinreichender Wahrscheinlichkeit) eindeutiges, vorzugsweise nicht voraussagbares internes Kennzeichen K_i enthält. Aus diesem Kennzeichen K_i wird in einer Recheneinheit ein Abfrageschlüssel S_A(K_i) generiert. Dieser kann eine Zeichenkette oder Folge von Zahlen o.ä. beliebiger Länge sein, wobei es vorteilhaft ist, mindestens 10 Zeichen vorzusehen, alternativ kann es sich auch um eine Bytefolge, welche auch nichtdruckbare Zeichen enthält, handeln. Dieser Abfrageschlüssel wird über einen vorzugsweise sicheren Kanal 2 (z.B. Post, Telefon, signierte Email, per Datenträger) an die Autorisierungsinstanz gesendet. Diese Autorisierungsinstanz kann z.B. der Kundendienst oder Service des Geräteherstellers sein, welche in der Lage ist, die Autorisierung der Abfrage zu prüfen (Identität und Berechtigung des Absenders zur Anforderung eines neuen Zugangscodes). Über ein geeignetes Verschlüsselungsverfahren D(S_A, S_M) wird z.B. mit einem Rechner aus diesem Abfrageschlüssel mittels eines geheimen Masterschlüssels S_M ein Freischaltschlüssel S_F,e = D(S_A, S_M) erzeugt, welcher wiederum über einen sicheren Kanal an eine zur Änderung des Zugangscodes des Gerätes autorisierte Stelle des Kunden zurück übertragen wird.
In der Software des Daten speichernden Geräts ist dasselbe Verschlüsselungsverfahren und derselbe (geheime) Masterschlüssel implementiert, so dass intern und damit für den Nutzer nicht sichtbar, der Freischaltschlüssel S_F,i = D(S_A, S_M) berechnet werden kann. Ergibt der Vergleich mit dem vom Nutzer eingegebenen, von der Autorisierungsinstanz berechneten Freischaltschlüssel Gleichheit S_F,e = S_F,i, so wird der Zugangscode des Gerätes zurückgesetzt und die interne Kennung K_i gezielt aber nicht vorausschaubar verändert. Das Zurücksetzen des Zugangscodes kann dabei auf verschiedene Art und Weise realisiert werden, z.B. kann ein vorher vereinbartes Passwort gesetzt werden, ein neues, gültiges Passwort dem Nutzer angezeigt werden oder auch temporär ein passwortfreier Zugang erlaubt werden, welcher unmittelbar die Definition eines neuen Passwortes erzwingt.
Die Wiederholung dieses Ablaufs auf demselben/einem anderen Gerät würde auf Grund der veränderten bzw. anderen internen Kennung einen anderen Abfrageschlüssel erzeugen. Der vorher verwendete Freischaltschlüssel ist folglich wertlos und kann damit nicht mißbraucht werden.
Das vorgeschlagene Verfahren bietet einen von vorbeugenden Maßnahmen des Benutzers unabhängigen Zugang zu geschützten Daten und vermeidet dabei die bekannten Nachteile eines Generalschlüssels. Außerdem wird der Vorgang der Autorisierung (externe Berechnung des Freischaltschlüssels) von der Bedienung der Gerätesoftware entkoppelt, so dass die Anwesenheit eines Service-Mitarbeiter am Gerät nicht erforderlich ist und die Zahl der autorisierten Personen (d.h. der Berechtigten für die Bedienung des externen Programms zur Generierung des Freischaltschlüssels auf Seiten der Autorisierungsinstanz) im Vergleich zum Personenkreis, der Zugang zu einem Generalschlüssel erhalten müsste, drastisch reduziert werden kann.
Die vorgeschlagene Lösung kann in verschiedenen Richtungen erweitert werden, z.B. durch die elektronische Speicherung und/oder Übertragung des Abfrageschlüssels und des Freigabeschlüssels direkt aus der Gerätesoftware (z.B. als Email oder Export/Import nach/von einer Datei).
Weiterhin kann eine automatische, von der Eingabe eines gültigen Freischaltschlüssels unabhängige Veränderung der internen Kennung nach gewissen größeren Zeitabständen (z.B. einmalig im Monat) vorgesehen sein. Damit würden nicht benutzte Freischaltschlüssel nach der abgelaufenen Zeit automatisch entwertet und stellten so kein Risiko für die unbefugte Benutzung dar.
Das Verfahren zur Festlegung der internen Kennung K_i kann in weiten Grenzen variiert werden. Denkbar sind:

– Kombination aus Zeitstempel, Geräte-Identifikation (z.B. Seriennummer) und einer Zufallszahl
– Verwendung von Hash-Funktionen (z.B. MD5 oder SHA) auf konstante Benutzeridentitätsdaten in Kombination mit einer Zufallszahl
– Verwendung von Konstanten (z.B. UIDs) des Geräte-Betriebssystems in Kombination mit einer Zufallszahl

Ferner kann das Verfahren zur Generierung bzw. zum Vergleich der Freischaltschlüssel modifiziert oder erweitert werden. Denkbar ist eine Signaturprüfung anstelle eines Tests auf Gleichheit, beispielsweise durch Verwendung eines asymmetrischen Verschlüsselungsverfahrens, wie RSA, bei dem der übertragene Abfrageschlüssel mit dem „öffentlichen" Schlüssel in den Freischaltschlüssel verschlüsselt wird, und der Freischaltschlüssel auf dem Daten speichernden Gerät mit dem „privaten" Schlüssel entschlüsselt wird, und das Entschlüsselungsergebnis gegen den Abfrageschlüssel verglichen wird. (Die Begriffe „öffentlicher" und „privater" Schlüssel beziehen sich hier auf die in der Kryptographie gebräuchliche Terminologie: im vorliegenden Fall wären beide Schlüssel geheim zu halten.)

Claims

Verfahren zur Generierung eines Zugangscodes für ein medizinisches Gerät, welches über einen Speicher für Patientendaten oder andere zu schützende Daten verfügt, wobei der Zugangscode nur ein Mal gültig ist, gekennzeichnet durch die Schritte a) Geräteseitiges Erzeugen eines Abfrageschlüssels aus mindestens einem geräteinternen Kennzeichen b) Übertragen des Abfrageschlüssels an eine Autorisierungsinstanz c) Erzeugen eines Freischaltschlüssels aus dem Abfrageschlüssel durch die Autorisierungsinstanz d) Übertragen des Freigabeschlüssels an das Gerät e) Freischalten des Zugangs durch das Gerät und f) Geräteseitige zufällige Veränderung mindestens eines der geräteinternen Kennzeichen.
Verfahren zur Generierung eines Zugangscodes nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die zufällige Veränderung des mindestens einen geräteinternen Kennzeichens durch Generierung des Kennzeichens mittels eines Zufallsgenerators erfolgt.
Verfahren zur Generierung eines Zugangscodes nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die zufällige Veränderung des mindestens einen geräteinternen Kennzeichens durch eine zufällige Auswahl aus einer vordefinierten Liste von Kennzeichen erfolgt.
Verfahren zur Generierung eines Zugangscodes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Abfrageschlüssels bzw. die Übertragung des Freigabeschlüssels mittels Datenträger oder Online-Datenübertragung erfolgt.