5G无线通信系统网络安全问题的分析与探究

◆胡斌 刘文忠

5G无线通信系统网络安全问题的分析与探究

◆胡斌1刘文忠2

（1.绿盟科技集团股份有限公司 北京 100089；2.国源征信有限公司 北京 100121）

在科学技术的推动下，无线通信技术拥有了广阔的发展空间，5G无线通信系统网络作为万物互联的基础，能够为人们的生活、工作和学习提供极大便利，促进通信领域的优化和升级。但是，当前5G无线通信系统网络存在一定安全问题，应加强分析与研究，采取针对性较强的应对措施，充分发挥5G无线通信技术的优势。

5G；无线通信；网络安全；问题分析

5G是第五代移动通信技术的简称，与4G网络相比，5G技术具有传输速度快、低延迟、大容量等优势，可以更好地与其他设备互联，对于无线通信技术的转型和升级影响深远。我国政府高度重视5G无线通信的发展，投入大量资金、技术，推动5G网络的商业化进程。在5G无线通信应用过程中，安全问题十分关键，笔者结合自身工作经验，分析与探究5G无线通信系统网络安全问题，并提出有针对性的应对措施，以期推动5G网络的健康发展。

1 5G概述

2019年6月，我国工业和信息化部正式颁布5G商用牌照，各大运营商开始布局5G。从发展规划来看，2019年小范围商用，在2020年商用范围会规模化。截止到目前，我国已建成5G基站超过13万个，本年度计划部署约50万座。5G可以用于远程医疗诊断、公共安全监控、工厂自动化和工业机器人控制、远程检查及维护等多个领域。从特点来看，5G技术主要包含以下几个方面：一是传输速率快。5G基站峰值传输速率超过20Gb/s，是4G网络传输速率的百倍。5G能够带给用户前所未有的体验，5G可以用于人工智能、VR视频等。随着新技术的研发和应用，5G应用范围还有很大提升空间。二是超低能耗。联网物品耗电速度快成为困扰用户的难度，在很大程度上影响了用户体验。利用5G进行数据传输时，能够明显降低联网产品的耗能，提升应用的广度和深度。三是低延时。随着信息传输延时减少和终端设备性能的改善，无线通信传输内容发生较大变化，小范围互动更加便捷，用户可以利用视频评论、视频参与议题等方式参与到互动中。

2 5G主要技术简介

2.1 新型多天线传输

多天线传输经历了从无源到有源，在5G技术推动下，实现了从二维到三维的转变，整体趋势朝大规模矩阵发展，依托LSAL技术优势，矩阵防干扰能力更强，通过优化分配频谱，可以将频谱效率提升至原来的数十倍。

2.2 高频段传输

传统通信技术工作频段主要集中在3GHz以下，频谱资源相对拥挤，为了提升5G无线通信技术的效率，提升高频段资源利用率势在必行。高频段频谱可用资源十分丰富，需要进行统筹兼顾和科学规划，缓解当前频谱资源利用率不足的现状，推动短距离通信的快速发展，从而满足5G高速传输的要求。需要注意的是，高频段传输也存在一定缺点，比如传输距离短、穿透能力弱，信号易受干扰，需要进一步解决系统设计、射频器件等问题。

2.3 D2D技术

传统的蜂窝通信系统以基站为中心实现区域信号覆盖，由于基站不能移动，限制了网络结构的灵活度。随着人们对无线多媒体业务需求的增加，以基站为中心的业务模式已然满足不了当前发展。D2D技术的应用无须基站协助，通过拓展网络技术和接入方式，能够实现短距离通信，终端分布更广泛，频谱资源利用效率更高。

2.4 新型网络架构技术

当前LTE接入网为扁平化架构，新型网络架构技术采用C-RAN接入网，C-RAN建网和维护成本更低，能够实现集中化处理、降低干扰、实时云计算，推动智能化组网。

3 5G无线通信系统网络安全问题

3.1 接入安全

在5G无线通信系统网络中，接入控制起到重要角色，能够有效保护通信资源和频谱资源，为设备提供5G服务。与4G同构网络接入控制不同，5G无线通信系统网络面临异构接入和异构设备等问题。一是底层异构无线接入在网络系统、接入技术、类型站点方面有所不同，需要采用统一的认证框架，才能灵活应用于各种场景。二是抗拒绝服务攻击，在5G网络体系中，黑客对物联网进行拒绝服务攻击时，造成的危害远远大于传统的终端设备，应采取措施以减少对网络资源的消耗，减少DoS攻击可能带来的后果。

3.2 网络安全

5G无线通信网络系统采用先进的IP网络，其本身属于融合网络体系，在运行过程中无法实现多个系统的契合，影响网络链路运行的科学性，网络链路数据可能被恶意篡改。与此同时，网络切片无法保证特定设置的正常使用，需要制定有效的网络切片，才能合理控制开发及制作成本，达到降低能耗的效果。随着5G无线通信技术的开发和优化，要高度重视网络切片问题，积极采取有效的应对措施，保障网络链路运行的安全性及稳定性。

3.3 用户安全

5G无线通信网络运行中涉及的服务种类更多，如果防范措施不当，就会造成用户身份泄露。随着5G网络、第三方应用网络的增加，给第三方应用网络提供的权限级别较高，无形中对用户安全产生一定威胁。5G面临的隐私不仅体现在用户身份信息方面，同时还涉及人身、财产等多项内容。因此，要将用户隐私保护作为5G网络的重要属性，提升用户5G网络应用的信任感。

3.4 应用安全

从实际应用来看，5G网络支持海量物联网设备连接，这些设备会频繁发送大量的数据包，造成核心网与接入网信号指令增加，消耗一定网络宽带资源，在一定程度上影响传输效率。在5G无线通信网络应用中，要切实保障小数据通信安全，注重机器类终端连接设计，在满足数据传输的同时确保信息的安全性。此外，当前移动终端设备推广中存在一些病毒，给不法分子带来可乘之机。

4 5G网络安全问题应对策略

4.1 加大市场监管力度

5G网络属于信息消费产物，需要加强市场监管，形成强有力的保护屏障，为5G网络的长效应用奠定基础。政府主管部门要结合网络运营商，为用户提供高质量的5G服务，构建系统、完善的监督机制，形成有效的举证通道和处理措施，使得用户与供应商相互信任，服务种类、模式和未来发展趋势更加透明。保证信息传输的可靠性，帮助用户更好地辨别信息真伪度，减少网络管理纰漏以及盗用信息等危险事件。在市场监管各项举措落实过程中，合理优化网络资源配置，并提供有针对性的安全服务，通过定期开展网络信息安全培训工作，加大日常工作中信息安全防范力度，杜绝违规操作行为，在操作时发现异常情况应及时反馈，确保网络信息使用的安全性。对网络空间服务中所存在的相关安全问题实行有效维护及管理，为5G网络应用提供安全、舒适的市场氛围，推动5G网络的健康、平稳发展。

4.2 用户权益机制的应用

5G网络的应用与用户权益息息相关，物联网时代的产品都具有传感功能，用户可以获得良好的信息体验，关心身边事物、打破时空的局限性。无线通信系统包含虚拟现实技术、物联网技术、智能家居及时、云服务技术，将会为人们的生活、工作、学习提供极大便利，维护用户权益具有非常重要的现实意义。为了达成这一目标，5G网络应用时应合理构建用户权益机制，提升应用的系统性，保障用户基本需求，形成健全的权益投诉及维护平台，提升5G网络的实用性，不断优化5G网络应用性能。

4.3 网络切片安全隔离

作为5G网络重要的组件，网络切片可以结合市场情景和用户需求进行网络定制，提升网络服务的针对性。网络切片作为一项虚拟化技术，不同切片的隔离是切片网络的基本要求。为了达到切片隔离的目的，每个切片需要配置相应的ID，符合网络规范条件的切片存放于切片安全服务器。在附着网络时应提供相应的切片ID，附着请求到达归属服务器后，切片安全配置与之匹配的安全措施，同时结合对应的安全算法，创建认证矢量并绑定到切片ID。通过上述方法，可以对网络切片进行安全隔离。网络切片自身复杂程度较高，切片之间在基础设施协作后实现更高级功能，明显提升切片的通信安全。当前网络切片安全隔离仍处于初级阶段，理论基础和实践经验有待进一步完善，随着5G网络不断发展和完善，网络切片安全隔离必将发展更加完善。

4.4 应用安全保障机制

5G网络的应用对于安全性要求较高，由于监管力度不足，一些不法分子利用网络体系的漏洞实施非法营销、诈骗等活动，扰乱了网络应用正常秩序，会影响5G网络的公信力和权威性。5G网络对于功能性、灵活性和扩展性要求更高，安全性也是不可或缺的内容，这是确保5G网络正常运行的前提。从当前安全保障技术发展现状来看，端对端加密技术是较为理想的方式，这项技术建立在网络层和传输层的基础上，保证信息在传输阶段始终处于加密状态。在信息传输过程中，即使系统被非法入侵，也不会引发信息泄露，这在很大程度上提升了信息的安全性。不仅如此，基于ID的密码认证系统在应用中表现也十分优异，这些技术可以对同一物体的不同账号信息和身份进行全面管理，大大提升了应用的便捷性和安全性。密钥管理体系也非常重要，这种加密方式相对简单，能够保障了5G网络使用的安全性，减少因用户信息泄漏产生的负面影响。

5 结语

总而言之，5G无线通信系统网络对于各行各业的发展起到推动作用，有助于提升生产力、促进行业的转型升级。但是，5G网络面临的外部环境更加复杂，接入安全、网络安全、用户安全和应用安全的重要性愈发凸显，需要不断优化网络和数据安全，构建安全、可靠的5G网络，这样才能满足5G网络的使用需求，带给人们优越的使用体验。

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