5G通信時代計算機網絡信息安全問題探究

曠暉

（貴州省委黨校現代科技教研部，貴州 貴陽 550028）

1 引言

信息技術推動人類社會不斷向前發展，現代通信技術的不斷升級有助于提升社會效率、降低全球信息落差、縮小貧富兩極分化。人類通信技術經歷了第一代通信（1G）到第五代通信（5G）的變革，每一代技術無不凝結了人類智慧的結晶和技術的創新，代表了一個時代的科技水平。5G 不僅是一種通信技術，更是通過技術形成的一種可以改變世界的力量。5G是集通信、人工智能、大數據、萬物互聯、無人駕駛等為一體的全新復雜體系。它在給社會帶來便利的同時，也對網絡信息安全帶來挑戰，給傳統行業帶來沖擊。面對5G，用更加開放和包容的態度去看待其利弊顯得尤為重要。

2 5G通信時代的內涵及優勢

2.1 5G通信時代的內涵

5G（5th-Generation）是第五代移動通信技術的簡稱，它是4G 網絡的發展、優化和延伸。相較于傳統的4G網絡，5G網絡具有“信息傳輸速率高、網絡傳輸帶寬大、網絡響應時延低、頻譜效率高、功耗低、海量連接、數據交互量大”等特點。5G 網絡與云存儲、物聯網、人工智能等信息技術的融合，催生了“萬物互聯”網絡的發展和新一輪的信息技術革命。5G網絡能夠為個人帶來更優質的移動通信體驗，還能為各行業各領域提供重要的通信基礎服務，同時還會給傳統行業的發展注入新的活力，特別是在智慧生活、無人駕駛、智能工廠、遠程醫療、新零售、虛擬現實等方面大放光彩。5G信息網絡和垂直行業等各領域的深度融合，注定了5G 時代的網絡信息安全問題將變得更加嚴峻復雜。

2.2 5G通信的優勢

2.2.1 更快的數據傳輸速率

5G 網絡最顯著的優勢是數據傳輸速率更快，相較于4G蜂窩網絡和有線互聯網，真正實現了質的飛躍，最高可達10Gibt/s，速度提高了約10倍。這意味著，可以在1分鐘內下載完一部高清電影。5G 網絡數據傳輸速率更快的原因在于，其選擇了更高頻率波段的無線電波（3GHz~300GHz），即毫米波。相比于1G到4G網絡中使用的無線電波（300MHz~3GHz），它具有更強的穿透性，可用頻帶更寬（3GHz~6GHz），能量衰減更少，能量利用度更高，足以達到把數據傳輸速度提升10倍的目的。毫米波段技術雖然在雷達、軍用通信、航天等領域已經成熟使用，但在民用通信領域還將是一個全新有待開發的區域，面臨著一些新的挑戰。

2.2.2 更先進的波束賦形

5G 網絡的另一個優勢是傳輸信號的信噪比高，從而減少傳輸能量的損耗，提高信號傳輸效率。4G 網絡的基站天線是定向和全向天線混用的，為了減少能量損耗，5G網絡需要通過設計定向的波束，來達到能量的聚焦，從而提高信號傳輸能量、信噪比和覆蓋范圍。5G 網絡采用波束賦形的方法，對基站覆蓋區域分區，通過小區間波束切換提高能量傳輸速度和擴大信號覆蓋范圍，相較于4G網絡更有優勢。

2.2.3 更大規模的設備連接

5G應用的最終歸屬將是“萬物互聯”，這是5G網絡的最大優勢。5G 以前，無線電發射裝置無法滿足在發射信號的同時接收信號，容易產生自干擾。而5G 網絡可以利用方向性波束賦形，吸收屏蔽和交叉極化來實現收發信號的同步進行，從而提高傳輸速度，降低網絡延時效應，完成多個終端設備之間的連接，構建萬物互聯系統。

3 5G通信時代計算機網絡信息安全風險

5G應用的三大場景分別是：移動寬帶（大帶寬）、高可靠低時延（精準行業）、海量機器通信（大連接）。在實現高傳輸、快響應、大連接的同時，5G可能會延續4G時代的網絡信息安全問題，并引發新的安全隱患。

3.1 通信安全風險

5G引入邊緣云、端到端直通（D2D）通信新模式，改變了原有的網絡架構，繞過了原有通過基站通信的中心化信息安全監測體系，而是用戶之間的直接通信，給網絡通信的保護帶來更嚴峻的挑戰。大帶寬的海量信息傳輸也給基于流量監測、身份識別、加密技術的安全防護帶來難度。海量終端的超大連接也更容易引發全網攻擊，一旦出錯，將可能帶來毀滅性的打擊。

3.2 數據安全風險

5G網絡采用切片技術為每一個業務設置一個專用的虛擬網絡，從而實現網絡數據的高效傳輸。一旦系統的網絡切片被非法程序訪問，將造成用戶數據泄露，數據的機密性和完整性遭到破壞。5G 網絡仍舊受限于虛擬網絡的弊端，在數據傳輸過程中仍舊會面臨著網絡信息被惡意篡改、非法攔截、中間人轉發、違法竊聽等風險。

3.3 隱私安全風險

5G網絡要實現快速傳輸，主要依靠高頻波段波長短能量高的優勢，但短波信號覆蓋半徑短。因此要實現5G信號的連續覆蓋，就需要運營商建立更多的基站，包括宏基站和微型基站。優勢是能夠實現網絡數據的快速傳輸，劣勢是精準定位將導致個人隱私泄露問題加重。一旦運營商的定位數據被惡意盜用，將給社會和個人帶來不可估量的損失。因此運營商和網絡監管部門必須提前做好風險預測和應對措施。

3.4 終端安全風險

5G 網絡要實現低時延快響應，主要依靠邊緣計算的新技術，簡言之，就是將服務器安置在更靠近用戶的終端，而不再是集中部署在互聯網中心，這使得終端與服務器之間的傳輸距離縮短，從而有效提高數據處理速度，縮短信息反饋時間。但相應的也會增加終端設備被惡意攻擊的風險，不僅需要加固中心服務器的安全，還要花費大量的精力來保護所有的邊緣計算設備，給網絡信息的安全防護帶來挑戰。

4 5G 通信時代計算機網絡信息安全問題的應對措施及優化策略

4.1 完善5G安全通信技術體系的構建

完善5G通信安全的各項基礎技術，是應對和解決5G通信時代可能引發的網絡信息安全問題的核心環節。技術是第一生產力。5G通信技術仍處于起步階段，預計會與4G通信、無線wifi、有線互聯網存在一段融合期，因此，需要建立統一的網絡安全認證標準，保證在不同的網絡環境體系下，各終端設備接入網絡的安全性和用戶隱私的保密性。

由于接入設備的復雜性和多樣性，單一認證標準很難滿足所有設備的需求，可以采用雙向認證的模式。例如，利用邊緣計算技術，對不同保密等級的數據進行分批邊緣計算處理，確保信息只在采集端、用戶終端和邊緣處理設備之間傳輸，從而防止信息泄露和惡意篡改。同時，可綜合使用群組認證，將網絡密鑰分發至各網絡節點，防止網絡中心被攻擊，從而降低用戶信息被泄露的風險；還可綜合使用防火墻、防病毒軟件、網頁過濾、木馬查殺、身份認證等多重措施來加強用戶個人信息的保護。

4.2 優化5G安全數據防護系統的升級

搭建完備的5G安全體系，優化5G安全數據防護體系的升級，是應對和解決5G 時代可能引發的網絡信息安全問題的根本手段。確保數據的完整性和保密性是網絡信息安全傳輸最重要的環節。5G 時代要實現萬物互聯，必將導致海量的數據交互，使得數據的安全性威脅更大。5G 網絡的高密度數據傳輸性更易引發安全漏洞，因此急需更新升級5G安全數據防護系統。

可以進一步優化數據加密算法，完善用戶安全協議機制，建立多領域的安全融合訪問控制體系，實現跨平臺的身份認證，滿足不同領域的數據互聯互通；同時要加強計算機的密碼保護，這要求提高計算機實體以及5G 虛擬網絡的密保管理，可以實行多方身份信息認證，同時完善網址認證安全協議，從而確保用戶數據的安全性。

還可以通過進一步強化安全算法的措施來提高5G數據的安全防護體系，即增強5G 網絡接入-認證一體化的能力。5G網絡延續4G網絡的網絡架構模式，即接入網與核心網的分離，用以確保用戶數據安全。這需要滿足一個前提，即5G網絡中的所有終端設備都必須經過有效的安全認證才能納入管理系統。如此才能避免偽裝信號的非法入侵，降低因為程序不匹配等原因造成的用戶安全信息泄露、隱私被窺探的概率。如此一來，當網內所有設備都能夠被統一認證后，相應的設備數據傳輸速率也將得到大幅度提升。

4.3 重視無線傳輸安全監管

加強網絡安全監督管理，是應對和解決5G 時代可能引發的網絡信息安全問題的重要保障。我國已經正式進入5G商用時代，新的技術將帶來新的挑戰，特別是網絡監管部門，責任重大。5G 商用能否順利進行，用戶網絡信息安全能否得到有力保障，將在很大程度上取決于無線信號傳輸過程中的安全監管是否到位。一方面，網絡監管部門要未雨綢繆，及時做好防御措施，應對可能出現的一系列網絡信息安全問題；另一方面，監督管理部門也要與時俱進，加強學習，及時處理可能存在的安全隱患問題，斬草除根。

近年來，網絡個人信息泄露的新聞屢見不鮮，反映出互聯網監督管理和用戶隱私保護問題上的重要缺失。解決這個問題需要技術層面的進步更需要政治層面的溝通合作。顯然在未來的通信環境中，5G將占據重要地位。因此，必須加強企業之間，政府之間，以及企業與政府之間的交流合作，才能有效提升5G網絡環境的信息安全性。

5G 網絡同時也是一種信息消費的產物，需要有序的市場來滿足5G網絡的“消費”，這就要求市場為5G網絡的安全有效運行提供強有力的保障。市場必須能夠為用戶提供具有信任度的5G網絡，在用戶與運營商之間形成公開透明、相互信任的良性互動，讓信息的傳遞有安全保障，提高信息傳遞的真實性和有效性，防止用戶信息被盜用。要加強市場監管力度，完善相應法規的頒布，開放舉報通道，讓5G 網絡運行環境更加公平、公正、有效；同時，在監管過程中，應該合理分配網絡資源，提供有效的安全認證機制，維護5G網絡信息安全。

4.4 強化移動終端硬件保護

5G 時代，萬物互聯，各類無線智能設備相互連接，構成一個龐大的物聯網，從而實現大數據的聯通和共享。強大的物聯網體系離不開高性能的移動終端的運行和支持，否則，也會被蠕蟲、病毒、木馬等攻擊，并且作用范圍更廣、強度更大，因此，采取必要的防護措施來加強移動終端的硬件保護顯得尤為重要。例如可以改進智能服務器的終端處理能力，增強移動終端的防護系統，完善終端的信息身份認證等等。

5 結語

4G改變生活，5G改變世界，新技術帶來新挑戰。本文立足網絡信息的安全問題，分析了5G 通信時代面臨的網絡信息安全風險，并針對性地提出了優化策略，以期我國進入5G時代各項技術能夠平穩健康發展，進一步提高我國的科技水平，實現5G領跑。