針對(duì)醫(yī)療裝置可能遭遇的安全威脅日益增加，來自美國紐約大學(xué)(NYU)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員們?nèi)涨霸谝粓?chǎng)“安全可靠的生物芯片研討會(huì)”(Workshop on Secure and Trustworthy Biochips)齊聚一堂，共同探索為該醫(yī)療產(chǎn)業(yè)打造的安全解決方案。

融合生物化學(xué)和電氣工程的芯片實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)微流體元件及其相關(guān)技術(shù)最易于遭受網(wǎng)路攻擊、詐騙、駭入、竊取IP以及偽造等破壞。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在醫(yī)療保健應(yīng)用普及的帶動(dòng)下，微流體領(lǐng)域預(yù)計(jì)將在2020年達(dá)到40億美元的規(guī)模，對(duì)于相關(guān)防御措施的需求也隨之增加。

預(yù)計(jì)在2020年，醫(yī)療用微流體裝置市場(chǎng)將達(dá)到40億美元的規(guī)模（來源：Lux Research)

紐約大學(xué)電子與電腦工程教授Ramesh Karri表示，“對(duì)于醫(yī)療裝置的攻擊面相當(dāng)龐大。”Ramesh Karri同時(shí)也是這場(chǎng)研討會(huì)的主辦方之一，此外還有美國陸軍研究辦公室(Army Research Offic；ARO)共同贊助了這場(chǎng)活動(dòng)；此次活動(dòng)是針對(duì)生物芯片安全展開研究計(jì)劃的第一場(chǎng)會(huì)議。

Karri說：“我們已經(jīng)擁有保護(hù)軟體和無線安全的方法了。目前的挑戰(zhàn)在于如何確保生物學(xué)、流體學(xué)和化學(xué)的安全性，以及電子產(chǎn)品如何以安全的方式進(jìn)行連接——當(dāng)務(wù)之急是解決這些問題?！盞arri同時(shí)也是NYU網(wǎng)路安全中心的聯(lián)合主席和共同創(chuàng)始人。

美國杜克大學(xué)(Duke University)電子與電腦工程系主任Krishnendu Chakrabarty補(bǔ)充說：“我們一部份的研究計(jì)劃是舉辦研討會(huì)以及建立社群。一開始我們只有兩個(gè)人，以及一筆小額贊助款。我們的想法是從運(yùn)算微流體和生物學(xué)等不同領(lǐng)域的社群中，邀請(qǐng)到志同道合的研究人員。”

來自各地的研究人員們?cè)谘杏憰?huì)上深入探討對(duì)于數(shù)位微流體的威脅。數(shù)位微流體是在硅芯片上蝕刻的微小毛細(xì)管中，采用操縱微流體液滴的過程。

微流體生物芯片可處理微量的流體，經(jīng)常與傳感器和智慧控制演算法等“連網(wǎng)”元素結(jié)合，以提高性能和可靠性，但也因此遭受安全威脅（來源：NYU)

IBM Research蘇黎世實(shí)驗(yàn)室研究員Yuksel Temiz預(yù)期，“在不久的將來，我們將會(huì)看到可用于控制傳染病、生物危害、新藥以及農(nóng)業(yè)等的小型醫(yī)療器械。它將催生一個(gè)多樣化的應(yīng)用領(lǐng)域?！?/p>

他指出，裝置偽造者可能會(huì)使用原始容器和更換新試劑的方法，直接操縱懷孕測(cè)試結(jié)果。他說：“我們?cè)?jīng)聽說有人把之前使用過的試劑清潔后重新包裝——你甚至可能在阿里巴巴(Alibaba)或eBay上找到這些東西，而且?guī)缀鯚o法分辨它是真的還是假的?！?/p>

IBM正致力于研究在檢驗(yàn)中實(shí)施的安全程式碼，而不僅僅是包裝。他補(bǔ)充說，這些動(dòng)態(tài)程式碼是用水溶性墨水寫入，因此會(huì)根據(jù)樣本的變化而改變。

加州大學(xué)河濱分校(University of California in Riverside)教授William Grover則介紹其于確保電氣與非電氣連接介面的創(chuàng)新。該創(chuàng)新途徑是在芯片上使用一組微型泵建立非電子電腦，并在氣閥中使用氣動(dòng)邏輯來檢測(cè)錯(cuò)誤。

Baebies Inc.則為即時(shí)診斷打造一款小型數(shù)位微流體平臺(tái)。該公司資深技術(shù)總監(jiān)Scott Norton說：“我們的重點(diǎn)在于為嬰兒提供可靠的篩查。整合防范惡意操縱的保護(hù)措施對(duì)于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)非常重要?！?/p>

紐約大學(xué)Tandon工程學(xué)院、ARO和杜克大學(xué)也展開合作，利用嵌入式DNA鏈，確保全血生物測(cè)定化學(xué)安全。杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究教授Kristin Scott解釋，雙鏈DNA之一可作為巨集分子條碼，另一條與DNA相匹配的遺傳物質(zhì)鏈則作為關(guān)鍵或引子。

她介紹了一種系統(tǒng)，其中作為有機(jī)條碼的DNA段可以注入樣本，并與樣本一起密封在溶液中。她說：“條碼不會(huì)改變樣本，而只是密封在一起。無論是誰在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行研究，都可以為每個(gè)樣本找到一連串獨(dú)特的引子?！?/p>

圣克拉拉大學(xué)(Santa Clara University)的研究人員則探討生物醫(yī)學(xué)中用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械感測(cè)和驅(qū)動(dòng)的微流體技術(shù)。紐約大學(xué)的研究人員提出了一種打造器官芯片(organ-on-a-chip)的安全方法。此外，波士頓大學(xué)(Boston University)的的研究人員則探討合成生物學(xué)中如何確保微流體的方法。