试析基于4G通信技术的无线网络安全通信及防护

司 兵

(海军驻北京地区导弹配套设备军事代表室，北京 100084)

试析基于4G通信技术的无线网络安全通信及防护

司 兵

(海军驻北京地区导弹配套设备军事代表室，北京 100084)

本文对无线网络通信技术发展历程进行了阐述，重点对4G通信的网络安全技术存在的问题进行了分析，并给出了相应的防护措施。本文对于从事相关通信行业人员和网络安全人员都具有一定的积极意义。

4G通信技术；无线网络；安全通信

1 引言

4G通信技术给人们的生活、生产、教育、学习、娱乐等方面带来很大的改变。随着科学的进步，把4G通信技术融入到计算机技术、无线通信技术是社会发展的趋势。但是通信技术就是一把双刃剑，给人们带来便利的同时也造成一定的损失。比如：在今年9月开学的时候，有很多大学生的学费、生活费，就被一些不法分子通过电信通信的方式骗走，对大学生造成很大的经济损失，甚至有的大学付出了生命的代价。通信技术安全问题是目前通信行业首先要解决的问题，对4G通信网络发展有至关重要的作用[1]。

2 无线网络通信技术发展历程

无线网络通信技术根据发展历程可以分为无线个域网、无线局域网、无线城域网、无线广域网，根据覆盖范围的大小，各种网络之间的区别如表1所示：

无线网络名称无线个域网（WPAN）无线局域网（WLAN）无线城域网（WMAN）无线广域网（WWAN）具体应用ZigBee Wi-Fi802.11 Mesh 4GLTE覆盖范围10m左右10～100m＜50km全球覆盖

2.1 WPAN、WLAN、WMAN通信技术

WPAN，即无线个域网，主要应用在群体比较固定、活动范围比较小的区域，能够很好地实现无缝连接，解决电缆长度不够的问题。WLAN，即无线局域网，根据工作的需要，WLAN可以分为自组织网络和基础结构模式两类。其中自组织网络主要是通过无线终端相互连接而成的，相对比较独立；基础机构模式是通过无线终端的访问点进行相互通信工作而形成的。随着我国社会经济快速发展，对无线通信技术的需求越来越高，WPAN、WLAN因受到很多因素的影响，已经不能满足社会经济的发展需求，于是出现了WMAN，即无线城域网，很大程度上改善了范围的限制[2]。

2.2 GSM/GPRS通信技术

GSM，即全球移动通信技术，其主要优点是覆盖范围非常广泛，而且运行成本也比较低，具有较强的稳定性，它是2G手机时代的主要通信技术，但是GSM通信技术的实时性比较差，不能满足大数据的传输。GPRS，即无线数据传输技术，是在GSM通信技术上加以完善的一种通信技术，很好地改善了GSM通信技术存在的缺点，被广泛应用在各个领域当中，但是也存在很多缺点，比如：只能进行单向认证，在传输过程中容易造成信息丢失[3]。

2.3 3G、4G通信技术

3G通信技术和2G通信技术相比，传输速度更快，而且能够和计算机网络技术进行无缝对接，大大提高了通信的容量和速度，被广泛应用在媒体传播行业当中。3G网络的缺点有：在全球没有形成统一的标准、业务管理不灵活、安全算法复杂、容易被攻破等等。4G通信技术几乎融合了以上通信技术的所有优点，而且具有更快的传输速度、更大的容量空间、更高的安全系数，从而为了无线网络安全通信提供了良好的环境，很大程度上满足了人们对无线网络的需求[4]。

3 4G无线网络通信存在的问题

3.1 移动终端的安全通信问题

4G移动通信技术为了满足社会发展的需求，往往融入了更多的统计技术和移动终端，虽然很大程度上满足了社会发展多样化的需要，而且能保证用户更好地连接网络，但是，要想实现这些目的就必须保证4G通信技术具有更高的传输速率和更大的容量需求。随着4G用户不断增加，为了保证用户和4G通信终端密切连接，对4G通信技术的存储计算能力提出了很高的要求。我国4G无线网络通信发展比较晚，很多安全防护技术还不够成熟，在运行过程经常会遭到很多恶意程序的攻击，从而降低4G通信技术的抵抗能力，导致运行过程中出现很多安全隐患，降低无线网络通信的效率和质量[5]。

3.2 网络链路中的安全问题

4G通信技术的无线网络安全通信在应用过程中，需要充分发挥4G通信技术的IP网络功能，从而保证各种通信信息能准确连接。但是由于我国4G无线网络通信发展速度太快，使得网络链路跟不上4G通信技术的发展潮流，导致发生一系列的安全问题，比如：链路上的相关数据被肆意窃取、修改、删除等，严重影响了4G无线网络通信的安全性，如果链路中的容错率比较低，就会出现数据传输错误的事件，对用户造成很大的损失。此外，随着4G通信用户的增多，大大增加了4G网络链路的负担，从而引发一系列的安全问题。

3.3 实体认证存在安全问题

我国通信技术在发展过程中往往只重视其带给人们具体的价值和作用，而没有充分考虑网络实体认证对通信技术安全运行的重要性，这给很多不法分子提供了网络犯罪的可乘之机，更容易引起不必要的法律纠纷。4G无线网络通信中实体认证会受到很多因素的影响，比如：4G通信技术用户的数量越来越多，使得相关认证工作落实比较困难，不能在第一时间完成实体认证，此外，我国无线网络的种类比较多，没有固定的模式，这些因素都会使得实体认证相关的策略方针得不到落实[6]。

4 基于4G通信技术的无线网络安全通信问题的防护措施

4.1 完善移动终端的防护

完善移动终端的防护，需要从两个方面进行入手：一方面加强4G通信技术操作的规范性，也就是说在选择操作系统过程中，要尽量选择稳定可靠的操作系统，从而保证4G通信技术在访问控制功能、验证功能中发挥其应有的价值和作用，保证4G通信技术中的移动终端时刻都处于安全状态下；另一方面要提升移动终端系统硬件的集成度，从而减少物理接口遭受攻击的次数，在此基础上，要在移动终端上增加电压检测电路和电流检测电路的防护措施，以便在移动终端受到攻击时能第一时间进行反击。除此之外，还可以通过完整性检验等方式进行保护。

4.2 建立安全防护体系

建立科学、合理、规范的安全防护体系是保证4G无线网络安全通信的基础。可以建立如图1所示的安全防护体系：

图1 网络安全防护体系示意图

从图1可以看出，此安全防护体系具有较强的扩展性、安全性、兼容性，能够从多方面保护4G无线网络通信正常运行。此安全防护体系中，使用了单一的全球范围的IP核心网来取代了3G蜂窝网络。通过移动终端和4G无线接入网络安全协议和算法，保证4G网络的安全性。一方面，可以通过制定不同的策略机制进行安全防护，比如：当用户需要登录时需要通过相关的验证步骤才能登陆网络。另一方面，用户可以根据自己的需要设置不同的防护措施。再者，通过协商机制为4G无线网络通信提供安全协议，从而保证网络连接的顺利进行[7]。协商机制主要包括以下几个方面：首先用户可以对使用的业务设置安全防护措施；其次，被访问的网络安全措施应该给予透明化；最后，通过移动终端完成的任务量应尽量减少，从而减少计算带来的延迟。

4.3 建立入网安全措施

无线网络在连接过程中，需要有针对性地建立入网安全措施，同时加入相关辅助设备，从而第一时间阻止不安全的因素进入移动终端的连接口。同时建立双向身份认证机制，结合生物特征识别进行登录，比如：增加指纹技术、人脸识别技术保证登录的安全性，从而把威胁网络安全的因素控制在萌芽当中。除此之外，还要对访问行为进行控制，通过相关的技术手段进行来控制访问权限，防止一些不法分子盗取他人的信息和资料。根据4G无线网络通信实际情况，制定统一的监控系统，从而增强整体网络的可靠性和稳定性，加强对数据的过滤，从而阻止黑客、病毒等非法数据的接入。

5 结束语

随着我国社会经济的快速发展，4G通信技术的无线网络安全通信给人们带来极大的便利，但是我国4G通信技术还不够成熟，所以使用过程中一定注意安全隐患的防范。本文分析了无线网络通信技术的发展历程，基于4G通信技术的无线安全通信存在的问题以及相应的防护措施。希望给从事相关通信行业人员和网络安全人员提供一定的帮助。

[1]李炜键，孙飞．基于4G通信技术的无线网络安全通信分析[J]．电力信息与通信技术，2014(0 1)：12 7-13 1．

[2]苗健．基于4G通信技术的无线网络安全通信分析[J]．电子技术与软件工程，2015(0 1)：43-44．

[3]周侃．基于4G通信技术的无线网络安全通信研究[J]．信息通信，2015(0 9)：2 74-2 7 5．

[4]田延娟．基于4G通信技术的无线网络安全通信探讨[J]．中国新通信，2016(14)：3 0．

[5]吴腾飞．基于4G通信技术的无线网络安全通信研究[J]．通讯世界，2016(0 6)：3-4．

[6]赵娜．无线传感器网络研究现状及应用[J]．电脑与电信，2015 (4)：47-49．

[7]孙进，曹肖伟，丁静，等．基于M o d b u s通信协议的PLC与C A N总线通讯[J]．徐州工程学院学报(自然科学版)，2016(1)：77-8 0．

Analysis of Wireless Network Security Communication and Protection Based on 4G Communication Technology

Si Bing
(Naval Delegate Group of Equipments for the Missile,Beijing 100084）

This paper describes the development of wireless network communication technology,especially analyzes the existing problems of the 4G network security technology and proposes corresponding protection measures.This paper has a certain positive significance for the relevant communication and network security personnel.

4G communication technology;wireless network;secure communication

TN929.5

Ａ

1008-6609(2016)10-0044-03

司兵(19 70-)，男，江苏人，本科，工程师，研究方向为装备管理。