5G技术与网络安全探讨

解朦朦

（山东工业职业学院，山东 淄博 256414）

1 无线通信技术发展的整体趋势

1.1 中国无线通信技术发展历程

严格来讲，我国参与国际无线通信技术建设是以3G技术的国内普及作为开端的。20世纪以来，国内手机产业经历了从无到有的发展历程，功能机在我国市场的快速普及，带动了3G用户的大幅跃升。在3G时代，数据传输的技术框架和相关标准已基本成型[1]。自2008年起，智能手机的勃然而兴，为数据传输速率更快、通信稳定性更强的4G技术提供了广阔的应用前景。在该阶段，通信技术第一次走出办公范畴，开始和用户的日常生活紧密绑定，为现代化的休闲娱乐提供根基性支撑。在4G时代，中国无线通信技术开启了对欧美先进技术的追赶：一方面，依托国家基础发展战略，大批4G基础设施建设，带动无线通信技术的快速普及，为无线通信技术发展带来庞大的市场样本；另一方面，以华为为代表的自主品牌，集中发挥后发技术整合优势，充分利用国内广阔市场提供的实践经验，完成对4G核心原理的拆解吸收，为后续5G技术的探索和领先奠定了基础，最终，使5G技术达到国际一流水准，完成从技术研发参与者到技术标准制定者的历史性转变。

1.2 无线通信技术的发展趋势

总结近20年的主流通信技术变化可知，无线通信技术的发展趋势集中表现为以下两点：一是技术体系下功能参数的大幅提升；二是通信技术与社会各行业的深度交互。

通过LSAL技术的引入，5G的频谱效率明显提升，信息制式从二维模式到三维模式的改变，提升了5G技术的抗干扰能力。反映在网络传输速率方面，理论上，5G网络的速率可达到20 Gbps，基本满足3D影像实时传输需求。而伴随5G技术的普及，通信技术对社会多个生产生活领域的介入也日益常态化。截至目前，5G技术在医疗卫生、矿区生产、交通物流、城市智能化控制以及虚拟现实（VR）等领域得到广泛运用，无线通信在物联网体系构建中的重要性得到了充分彰显[2]。

2 5G技术的应用价值

2.1 有助于信息传输效率的提升

近年来，随着生活水平和日常工作需求的不断提高，人们对通信网络的信息传播速率、储存能力以及通信网络的安全性提出了新的要求。与4G网络相比，5G网络能够通过采用云计算、大数据等智能化、密集化的新型技术，为人们提供更大便利，从而更好地满足人们日常生产、生活需要。5G网络在具备更高的安全性与稳定性的前提下，也使信息数据的传输速率在4G网络的基础上得到了大幅提升。5G技术在不同领域的商业化应用，使得移动通信网络的信息传输总量、整体覆盖面积以及信息传输效率实现了前所未有的突破，同时也为无线通信技术提供了更为广阔的发展空间。

2.2 有助于提升网络通信的安全性

在更高的感知性以及更大数据容量的技术优势下，5G技术能够通过更快的速率、更高的准确度提升数据处理的效率，为无线通信的安全性、可靠性带来一定的保障[3]。不仅如此，通过对智能化技术、云计算技术的应用，5G无线通信技术还可以实现对密码技术以及警报系统的新一轮升级，在满足用户对通信网络日益提升的使用需求的同时，增强网络通信的安全性。

2.3 提升用户体验与网络运营商的经济效益

5G无线通信技术的发展，能够通过通信网络服务系统的优化和升级，提升系统的服务质量。通过对网络容量的扩充以及蜂窝值的进一步降低，5G无线通信技术可以为用户提供更为稳定、便捷的网络服务，使广大无线网络用户获得更好的使用体验。以人们日常接触的网络购物为例，5G技术的推广和普及使人们的购物行为在摆脱了空间、时间等因素制约的基础上，为消费者提供了更为便捷的消费平台和消费渠道，并通过减少传统消费过程所产生的时间成本和精力成本，进一步提升用户的消费效率和消费体验。

3 5G通信系统的关键技术构成

3.1 三维模式天线传输技术

多天线传输是5G基站式传输所应用的技术模式。通过对以往天线传输技术的改良创新，5G的天线传输技术已发展为相对成熟的三维模式、多天线矩阵传输[4]。其中，三维模式的应用提升了5G传输的稳定性。庞大的矩形阵列，强化了5G网络的抗干扰能力，使频谱效率较4G网络提升近20倍。

3.2 D2D远程通信技术

为适配基础设施相对欠缺的使用环境，5G网络为用户提供了无基站传输的D2D远程通信。通过应用D2D远程通信技术，多个通信终端可在无须基站参与的情况下，实现信息的高速率共享。由于D2D技术下的信息传输集中于蜂窝系统的许可频段，即便通信双方距离较远，仍能保障信道质量的稳定性。

3.3 毫米波高频传输技术

毫米波高频传输是5G网络采用的主要方式信息传输。该技术的运用，进一步提升了频段资源的利用效率，显著降低了网络传输通道拥挤的情况，确保了5G技术的低延时、高兼容优势。

3.4 C-RAN技术

C-RAN技术又称集中化无线接入技术，其基本原理是，通过对低成本光传输通道的利用，实现远端天线和集中化中心传输节点的信号传输，进而完成对广域通信服务区域的高效覆盖。此外，采用C-RAN技术形成的5G网络架构，提升了通信系统各功能模块的协同性，可在降低运行功率的同时，提升频谱利用效率，并使5G网络保持良好的抗干扰能力。

4 5G通信的网络安全问题表现

广义范畴的“网络安全”，涵盖两个不同的概念场景。一是面向通信系统软硬件的物理安全，就本文论及的5G通信而言，即构成通信系统的计算机设备、5G基础设施，是否处于健康的运行状态，系统搭建是否合理等；二是在物理安全之外，网络安全还包括技术应用全程的逻辑安全，如信息传输的保密措施是否健全、信息传输的完整性等[5]。

4.1 网络环境中的信息安全威胁

从逻辑安全的视角来看，网络环境中的信息安全威胁主要有如下两个类型。一是对合法用户身份的假冒和盗用。不法分子通过账号穷举、数据拦截等方式侵入用户系统，进而对特定设备内信息进行窃取、篡改等。二是基于服务器缺陷的服务延迟、信息丢包等问题。根据通信行业相关统计，针对数据库的SOL注入以及XSS跨站脚本攻击是攻击通信网络的典型手段。随着5G网络的普及，以XXS攻击为代表的“钓鱼式”网络入侵已成为针对5G网络个人用户的最常见攻击手段。

4.2 多设备信息交互的安全问题

如前所说，5G网络的体系建设将社会生产生活各领域都纳入了互联网生态中。相比以往高度单一的3G、4G网络，多种类型设备间的远程信息交互已经成为5G通信环境的标志性特点之一。特别值得注意的是，5G通信中的信息交互不仅有传统的信息流通、共享，更包括远程操控指令的实时传播，该情况的存在，放大了信息交互中安全问题的严重性。由于5G信息交互具有数据规模庞大、流通速率快、范围广等特点，不法分子往往能够通过系统漏洞，窃取大量的用户敏感数据。个别不法分子通过对数据的破解，甚至能获取用户终端设备的控制指令。

4.3 云计算体系下的网络病毒泛化

5G技术的应用大幅强化了网络对信息的高速处理能力，也使云存储、云计算、云安全等面向个人用户的远程服务成为当前网络技术使用的新常态。由云计算发挥核心算力引擎作用的云安全系统，正在被大量用户接纳为应对网络故障及网络问题的首选方案。在云安全机制下，大量网络病毒首先被传输至云服务中心，在经由相关专家、计算机病毒库分析处理后，再将处理方案传输至用户客户端。这种处理网络病毒的方法，强化了云计算体系对多种网络病毒的应对能力，但也不可避免地导致了网络病毒在云传输通道的持续流通。当云安全系统本身的数据管理机制出现疏漏时，往往会造成网络病毒的大范围蔓延。

5 提升5G网络安全性的主要措施

5.1 加大网络安全知识的普及力度

在通信技术飞速发展的今天，5G网络的用户数量持续增加，然而，在5G无线通信技术在人们的生产、生活领域得到迅速推广的同时，无线通信网络也面临着越来越多的安全威胁。目前，对于5G技术所涉及的网络安全问题的处理能力正处于上升阶段，在对5G网络安全问题进行防范的过程中，对通信网络用户进行网络安全知识的普及显得很有必要。为应对5G网络面临的安全问题，提升通信网络用户的使用体验，应从用户层面入手，加大网络安全知识的普及力度，提升5G网络用户对于网络安全问题的警惕性和敏感度。例如，有关部门以及通信网络运营商可以通过开展网络安全知识讲座等活动，向广大用户普及相关的网络安全知识。年龄较大的老年用户群体受不可抗因素的制约，理解和接受能力较为薄弱，因此，可以适当在讲座中加入一些真实的网络安全案例，深入浅出地对网络安全问题进行讲解，运用针对性较强的普及方式，提升不同年龄层次用户的网络安全意识。通过网络安全知识的学习，确保用户能够在5G网络出现安全问题时，有能力对产生问题的通信设备做出正确处理，从而将损失控制在最小范围内。

5.2 建立完善的通信网络监管制度

5G技术与它所搭载的通信网络系统属于社会发展的产物，可以说，5G无线通信网络的发展进程具有一定的趋利性。随着通信网络用户数量的与日递增，建立完善的通信网络监管体系、制定网络安全监管制度、提升网络安全监管力度、采取针对5G网络安全问题的举措势在必行。5G网络监管体系的建立，需在顺应5G技术发展趋势的基础上，致力于营造和谐、安全的网络环境，以确保5G网络的安全性、可靠性。完善的通信网络监管体系离不开系统、科学的网络安全监管制度以及一定的执行、落实力度。以通信设备端口的日常保养、维修工作为例，针对该项工作的监管活动，应以通信设备的性能与实际的检修条件为出发点，综合考虑端口存在的常见漏洞，以检修工作的效率与实际效果为目标，尽可能杜绝因安全监管不到位而引发的端口漏洞与安全问题。

5.3 完善法律法规与相关制度

在5G网络迅速普及的背景下，为提升网络安全风险应对能力，维护安全、稳定的网络环境，有必要以5G技术的优缺点及其本质属性为参考条件，完善网络安全的相关法律法规。与以往的通信网络相比，5G网络具有鲜明的引领性与前沿性，在万物互联、不同行业开展深度融合的进程中，5G网络能够发挥加速社会转型、培育新的经济增长点等重大作用。为确保数字经济的稳定发展，需进一步完善网络安全法律法规，构建5G网络安全保障体系，运用法律手段的威慑性与强制性，减少网络安全问题的产生。在国家层面，为更好地应对网络安全威胁，在相关法律法规的制定和完善过程中，需要以风险防范与应对为主要出发点，特别是在对潜在风险的检测环节，需制定一套系统的检验、检测以及认证制度。

6 结束语

综上，5G技术在当前社会的信息化智能化建设中发挥着无可替代的作用，其广域传播、高速处理、低成本传输等技术优势，为构筑万物联网的社会新生态创造了有利条件。但在构筑5G网络的过程中，必须较好地兼顾网络安全问题。就网络安全防护而言，相关部门和技术团队需树立全局思维，对具体网络隐患的防范治理不宜局限于技术防护层面，而应从机制建设、法规完善、技术改进等多个角度着手。■