04 אפר' 2019

​​חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב הראשונים להראות כיצד האקרים יכולים לפרוץ לסריקות ו"לטפל" בהן, ובכך פוגעים ביכולת הרדיולוגים ומערכת הבינה המלאכותית לאבחן נכונה את המצב הרפואי ​​


האקרים יכולים לגשת לסריקות רפואיות תלת-ממדיות של מטופל, להוסיף או להסיר ממצאים של גושי סרטן ריאה ממאיר ובכך להונות רדיולוגים ואלגוריתמי בינה מלאכותית אשר משמשים לאבחון סרטן. כך לפי מחקר חדש שפורסם על-ידי חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב


 
​​

​סריקה תלת-ממדית ב-CT משלבת סדרת צילומי רנטגן אשר צולמו מזוויות גוף שונות ומעבדת אותן כדי ליצור סריקות חתך של עצמות, כלי דם ורקמות רכות. סריקות CT מספקות מידע מפורט יותר מסריקות רנטגן ומשמשות לאבחון סרטן, מחלות לב, מחלות זיהומיות ועוד. סריקת MRI דומה ל-CT, אך משתמשת בשדות מגנטיים חזקים לאבחון גם עצם, מפרקים וסחוס.

האקרים זדוניים יכולים לחבל בסריקות במטרה לגרום לאבחון שגוי, לצורכי הונאת ביטוח, כופר ואף רצח. בדרך זו, הם יכולים להשפיע על כל תהליך האבחון באמצעות תוכנה העלולה להדביק את רשת בית החולים.

"מחקרנו מראה כיצד האקר יכול להוסיף או להסיר ממצאים באופן ממשי מצבים רפואיים מסריקות CT ו-MRI" אומר ד"ר ישראל מירסקי, חוקר בכיר במחלקה להנדסת מערכות תוכנה ומידע באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, ראש קבוצת המחקר וחוקר במרכז הלאומי לחקר אבטחת הסייבר. "אנו מראים באיזו קלות האקר יכול לגשת לרשת של בית חולים ולהטמיע או להסיר סרטן ריאות מסריקה של מטופל".

במסגרת התקיפה להאקר שליטה מלאה על מספר, גודל ומיקומי גושי הסרטן תוך שימור האנטומיה של הסריקה המקורית, ברזולוציה גבוהה ובתלת-ממד. מדובר על איום משמעותי משום שסריקות תלת-ממדיות מיועדות לספק רשת ביטחון לסריקות הדו-ממדיות הראשוניות.

על מנת להוכיח את היתכנות ההתקפה, החוקרים פרצו באישור לרשת בית חולים במטרה ליירט כל סריקה שנסרקה באמצעות סורק CT. "הסריקות לא הוצפנו משום שהרשת הפנימית בבית החולים אינה מחוברת לאינטרנט בדרך כלל. עם זאת, פולשים נחושים יכולים להשיג גישה דרך Wi-Fi או גישה פיזית לתשתית" אומר ד"ר מירסקי. "עם זאת, רשתות בתי החולים צפויות להתחבר לאינטרנט, מה שיאפשר להאקרים לתקוף גם מרחוק".

החוקרים השתמשו ברשת עצבית מבוססת למידה עמוקה הנקראת GAN. רשתות אלה שימשו בעבר כדי ליצור דימויים מציאותיים כמו דיוקנאות אנשים לא מציאותיים. החוקרים הראו כיצד ניתן להשתמש ברשת GAN מותנית (CT-GAN) בתלת-ממד ברזולוציה גבוהה. הארכיטקטורה של ה-CT-GAN מורכבת משתי רשתות GAN – האחת מטמיעה סרטן והשנייה מאומנת להסירו.

החוקרים אישרו את יעילות ההתקפה באמצעות הכשרת ה-CT-GAN להטמיע ולהסיר סרטן ריאה באמצעות דימות רפואי ללא חיבור לאינטרנט. לשם כך, שכרו שלושה רדיולוגים שיאבחנו 100 סריקות, 70 מתוכן טופלו ו-30 מהן אותנטיות.

הרדיולוגים אבחנו באופן שגוי 99% מתוך הסריקות שהוטמעו בהן גושים ו-94% מאלה שהסרטן הוסר מהן. לאחר שהחוקרים יידעו את הרדיולוגיים על ההתקפה, הם עדיין התקשו באבחנה מדויקת ואבחנו לא נכונה כ-60% מהסריקות המוטמעות ו-87% סריקות בהן הוסרו הגושים.

"הראנו כיצד CT-GAN יכולה להונות רדיולוגים וגם אלגוריתמים בינה מלאכותית" אומר ד"ר מירסקי. "כתוצאה מכך, כלי הניתוח המחקרי של סרטן הריאות המשמשים רדיולוגים, חשופים להתקפה זו" מסכם.

החוקרים הציעו מספר פתרונות אשר יכולים להפחית את האיום. פתרון אחד הוא הצפנה בקרב מאחסני רשת הרדיולוגיה של בית החולים. כמו כן, בתי החולים יכולים לאפשר חתימות דיגיטליות כך שהסורקים יחתמו על כל סריקה עם סימן מאובטח המציין כי הסריקה אותנטית. לפי גישה זו, המנהלים צריכים לוודא כי החתימות הנכונות בשימוש וכי התקני הקצה מאמתים נכונה חתימות אלה.

"שיטה נוספת היא הטמעת סימני מים דיגיטליים. בתהליך זה ניתן להוסיף אות מוסתר לתוך התמונה כך שהתקפה תחבל בו, דבר אשר יעיד על אובדן יושרתו" מסביר ד"ר מירסקי. "למרבה הצער, רוב המכשירים הרפואיים כיום לא מיישמים טכניקה זו".

​חוקרים נוספים שהשתתפו במחקר: פרופ' יובל אלוביץ, מנהל מעבדות דויטשה-טלקום לחדשנות והמרכז לאבטחת סייבר בשיתוף עם אוניברסיטת בן-גוריון בנגב. תום מאלהר, דוקטורנט במחלקה להנדסת מערכות תוכנה ומידע. פרופ' אילן שלף, מנהל מחלקת ההדמיה במרכז הרפואי סורוקה וחבר בפקולטה למדעי הבריאות באוניברסיטת בן-גוריון בנגב.