5G网络安全问题分析与展望

杨景丽

摘  要：当今，通信已经成为了人们生活、生产的重要方式。通信技术经历了长期的发展，已经从4G时代过渡到了5G时代，为人们提供了巨大的便利，通信网络无处不在，实现了信息的高效整合。但在5G网络时代全面来临之际，值得我们重视的是5G网络的安全问题，从而确保5G网络能够稳定地运行。鉴于此，本文将从METIS 5G和IMT-2020（5G）两种主要的5G架构形式来出发，分析其存在的安全问题，并提出相应的发展建议。

关键词：5G网络;安全问题;建议

一、METIS 5G形式下的5G网络安全问题分析

（一）Nomadic网络（NN）的安全问题

Nomadic网络，是5G网络中的特殊又重要的组成部分，该网络系统具有动态性、随机性，在该网络系统下，5G网络的容灾性非常强，所以通常适用于较为特殊场景的网络通信环境。但在实际的运行中，也会对NN的运行造成一定的网络安全威胁。NN网络，只要是由车载网络来构成的，其具有对网络辐射面积的扩展效益。因此，特定的条线下，出现网络接入等相关问题时，可通过NN系统来解决。同时，NN系统与BS基站进行有效的联合，在一定程度上，还可以实现注册和退出管理，由于NN系统自身拥有着较强的兼容性和动态性，因而若其在其他网域中移动，则有容易会遭到控制。一旦NN存在威胁，对后进入的网络域来说，会造成或多或少的破坏。因此，如何加强对NN系统的控制，从而保护其避免遭受非法攻击，以及如何合理地利用BS探测NN系统的稳定性，是Nomadic网络（NN）中关键的安全问题。

（二）接入设备的双重身份的安全问题

移动接入设备在METIS 5G设置的场景中，能够进行临时的升级，同时可组成一个小基站，由此对进一步地扩大网络的覆盖面积进。在设备角色进行切换的过程中，要考虑其安全层级。另外，此时MT的权限会更高，而且MT作为其他接入设备的信息传递媒介，很容易会出现信息泄露等网络安全问题。

（三）超高密度用户接入引发的安全顾虑

5G网络中，可以实现超高密度的用户接入，并支持大量用户的同一时间的访问。在METIS 5G架构中，接入大量的用户时，还要关注超高密度用户（UDN）的需求。该阶段，用户的接入需求会传达到服务器端，因此，需要认清针对这些海量用户的接入加密方法、加密服务器性能的安全需求。另一方面，也要避免感知网络DOS/DDOS受到攻击，保证其安全性。

（四）软件定义网络相关的安全问题

在METIS 5G网络架构中，要进一步强化与软件定义网络（SDN）和NFV的相关的联合。可以应用SDN来改善传统网络的拓扑结构，这样便能够更好地对网络资源、以及中继节点资源进行有效的控制。但是，由于SDN其自身本来也拥有动态性，这会影响到其建立全新的安全方法与测量。因此，此时如何对中继节点的安全进行保证和验证需要关注，同时在SDN下，又如何保证传输和存储数据信息的安全性，数据和信息的耦合与迁移操作时的安全性，数据安全与系统的可靠性等，这样都是软件定义网络中需要考虑的相关安全问题。

（五）异构融合引发的跨域安全问题

在METIS 5G网络架构中，能够有效实现多个接入平台的融合，即异构融合。对于异构融合而言，是需要跨越安全域的，此时就需要形成跨安全域特性的安全机制才能实现目标。因此，在5G网络平台的多种通信方式，就如何实现安全兼容以及高效转化，以及如何与多种网络结构接入认证方法相适应的安全机制，是5g安全网络的相关维护人员的工作的重要，在日常操作中应加强注意。

（六）物理层安全问题

5G网络通信的有效实现，一方面需要大规模的天线矩阵列，另一方面需要新的空域接口。因此，其可在物理层网络特性的支持下，物理层能够获得更为高的安全效益。但其中，在采用大规模矩阵列的过程中，对信号作出定向传输时，我们要时刻关注其可能遭遇的无线边缘网络中间人的攻击。可见物理层安全问题，也是5G網络安全问题的重要表现。

二、IMT-2020（5G）形式下的5G网络安全问题分析

对IMT-2020（5G）的白皮书文件研究可知，目前其并未形成专门的安全发展协议。因此在研究其网络安全问题时，主要参照文件中的5G概念和相关技术。再进行深入研讨发现，对METIS 5G的安全分析，同时也适应于IMT-2020（5G）推进组的5G网络安全问题分析。这是二者的共性，但另外针对IMT-2020（5G）推进组而言，其网络安全问题还有一个表现，即在IMT-2020（5G）推进组下，5G网络架构更加智能，能够应用云计算、云存储技术。因此，在考虑其网络安全问题时，还要考虑云计算的安全问题。

三、5G网络的安全发展的建议

（一）建立健全5G的安全架构

无论是METIS 5G推进组，还是MT-2020（5G）推进组，其相关文件都可知，目前都还为形成专门的5G网络安全的发展架构。因此，相关人员要就安全问题，来建立健全统一、规范的安全架构。同时，考虑到5G网络的开放性，还有其软件化和可编程化功能，更是要加强安全防护。对于METIS 5G推进组而言，在建立健全安全架构时，要以5G的FE功能单元为核心来完善;而对于IMT-2020（5G）推进组而言，在建立健全安全架构时，要以“三朵云”为基础，构建第四朵云，从而并形成云之间的协同运行平台。

（二）制定轻量级加解密算法及协议

为维护5G网络的安全性，要从5G网络的低延迟、高传输密度性，对可能出现的问题制定轻量级的加解密算法，以及相应协议。在加解密处理的过程中，可考虑流密码体制，而在维护云系统数据的安全性时，可以采用基于角色、属性的访问控制加密形式。总之，在制定5G网络的安全协议时，要准确地对时间戳和入侵者能力描述进行编制，关注其形式化安全分析方法，以及智能化安全检测系统等。

（三）建立多安全域融合的安全访问控制机制

5G网络中能够支持多个平台同时接入，而且也存在标准接口API，可以将用户通信进行准备的对接。在此背景下，则要考虑用户通信过程中，可能涉及到的通信网络安全问题。因此，对于5G网络安全的防护人员应该采用身份认证机制，实现安全访问，避免漏洞的发生，要注重认证的统一性以及跨平台性，才能有效保障多种无线网络间的互联互通。另外，相关的安全维护人员，要对针对异构无线网络，构建低开销的密钥管理以及身份认证机制，从而来进一步加强安全防护措施。

四、结束语

5G移动网络通信技术，是前几代的通信技术的升级版，其可解决传统技术无法解决的问题，而且还能满足用户的多元化需求，具有海量业务功能，服务质量也得到了提升，还可以链接更多的设备等。目前，我国对于5G移动网络通信技术比较重视，投入了大量的资金、人力，积极与国际上各专家交流。相信在5G网络的应用，会在未来几年内，逐步扩展到各个行业中，实现多个设备间的无线连接，大大地提高网络速率，为用户提供更多场景的链接密度和高移动性与高质量的服务。同时，也要关注其网络安全问题，加强安全维护，相信在应用过程中，5G网络的安全问题将得以逐步解决。

参考文献

[1]  徐湘寓，崔颖强.解读5G网络技术研究现状和发展趋势[J].信息技术与信息化，2019（03）：91-92+95.

[2]  全球各主要国家（地区）5G发展战略[J].广东科技，2019，28（03）：37-41.