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5G无线通信系统网络安全问题的分析与探究刘泉

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：刘泉

[导读] 摘要：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。

        湖北邮电规划设计有限公司湖北武汉 430023
        摘要：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。
        关键词：5G无线通信；网络安全；问题研究；措施分析
        1 5G技术基本内涵
        1.1 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。
        1.2 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。
        1.3 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。
        1.4 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。
        2 5G面临的常见安全问题分析
        2.1 5G时代下的黑客攻击速度提升
        5G网络“大宽带、低时延、大连接”的特性，毫秒级的享用优势在给使用者带来更快体验的同时，也带给了黑客更多攻击机会。5G网络同4G网络一样，也是利用“认证和密钥协商（AKA）”协议来进行身份验证，但这种协议同样面临着网络漏洞，例如网络黑客可以利用AKA协议来判断手机的位置，通过此种方式来跟踪与监测。此外，AKA版本在受到黑客攻击后，用户在使用网络过程中就会被恶意收取网络流量费用。大数据时代背景下，信息成了不可或缺的资源，而黑客却主要是将代码隐藏在大数据内，然后通过代码的方式攻击社交网络，用户对安全服务鉴别的难度进一步加大了。人们在使用各种用于社交、外卖、游玩等App过程中产生了大量的个人相关信息，而当这些信息被不法用户收集起来，就会产生极大的安全隐患。黑客攻击在5G的超高速率、超低延时的“助力”下，会使得攻击速度数百倍的增加，我们的隐私也会泄露得更快。
        2.2 5G时代下的不法攻击面剧增
        5G时代是一个万物互联的时代，各类终端不断增加。这就要求运营商们建立更多、更为密集的基站来保持5G的正常速率。伴随着越来越多的企业和公共服务基础设施加入5G移动通信网络，更多用户终端大量暴露，攻击面越来越大。
        2.3 硬件和软件自身缺陷增加了用户数据泄露风险
        在调查分析智能化设备的故障原因时发现，设备开发商对智能化设备制造时的安全性考虑不周全，很多智能化设备并不具有处理加密数据的程序，因此在某种程度上，智能化设备的程序在网络环境中是完全暴露的。因为对设备的数据安全问题不重视，因此导致在生产和设计智能化设备的过程中并没有设定相应的数据安全防范程序，最终造成了网络环境不稳定，设备工作失常的现象，个人隐私和数据泄露。

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        3 提高5G无线通信系统网络安全效果的措施
        3.1 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。
        3.2 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。
        3.3 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。
        3.4 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。
        4 结语
        综上所述，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。
        参考文献：
        [1]徐小颖.5G无线通信系统网络安全问题的分析与探究[J].数字化用户，2018，024（024）：5.
        [2]张馨予，王欢.5G无线通信技术与网络安全研究[J].通讯世界，2019，v.26；No.353（10）：130-131.
        [3]孔飞.5G无线通信技术与网络安全研究[J].数字化用户，2019，25（016）：5.
        [4]段敏娟.浅析5G通信网络的安全问题与对策[J].数码世界，2018（4）：214-214.