5G網絡的安全發展趨勢探析

趙 潔

（江蘇醫藥職業學院 江蘇 鹽城 224005）

1 引言

5G網絡是近年來移動通信發展的主要成果。但截至目前，應用較多的移動通信網絡仍以4G為主，而5G網絡的發展仍然存在一定局限性，無法廣泛應用于社會各種場景中。雖然其在應用的過程中，出現了一些應用安全問題，但整體而言，5G網絡在功能和速度上明顯優于4G網絡，并在近年來不斷應用于高鐵、智慧醫療等領域中，與4G網絡相比，其呈現出來的市場潛力是4G移動通信網絡無法比擬的。但在應用的過程中，需要注意的是其發展和應用仍然面臨一些安全性的問題，對于5G網絡新業務、新技術和新構架等方面的發展具有一定的安全隱患[1]。在這種背景下，5G網絡在應用的過程中，其存在的安全性問題已經成為社會研究的重要課題。本文通過對5G網絡安全性進行有效研究，不斷分析新時代5G網絡發展新要求，進而有效促進5G網絡技術安全、科學和全面發展，帶動社會不斷對5G通信網絡的應用，進而滿足不同應用場景對5G網絡應用的需求。

2 5G網絡所面臨的新挑戰

5G網絡同4G網絡相比，其主要的移動通信在滿足住宅區、企業和相關單位辦公區等通信場景的網絡需求覆蓋率之外，還需要涉及對高鐵等新型通信場所的覆蓋，比如在超高流量需求等場所，4G網絡出現了移動數據緩慢，甚至產生延遲性等問題，需要借助5G網絡有效解決這一問題，二者的網絡性能對比見表1。但對于5G網絡的應用，仍然面臨較多的安全挑戰，其主要表現在多樣化的場景中，容易出現安全性挑戰，其主要涉及了寬帶增強、低時延高可靠和大規模物聯網的主要場景，其存在的安全性挑戰有以下幾點。

2.1 小站部署安全問題

通過4G和5G之間的對比，4G網絡通過傳統的網絡技術相比之下，強化對5G移動通信網的移動寬帶技術場景，其主要的目的是不斷向網絡用戶有效提供更為高速的網絡傳輸速率，強化高密度的網絡容量。這種技術的發展，實際意味著需要對數量眾多的小站進行有效部署，但在部署的過程中，其主要的方式、功能以及條件等多個方面呈現出靈活多樣的特點[2]。對于當前仍在使用的4G網絡移動通信而言，其在運行的過程中，未能有效考慮網絡安全機制，忽視了由眾多的小站所構成的密集型技術場景主要存在的網絡安全威脅。同時，對于小站接入產生了相關安全威脅也是忽視的重要部分。因此，針對這種現象的分析，4G網絡技術在發展的過程中存在的安全性威脅，也是當前5G移動通信網絡在運行過程中的安全隱患之一。

2.2 網絡安全協議認證問題

對于5G移動通信網絡技術發展的過程中，不斷出現大規模物聯網技術場景，曾有相關研究預測表明，在2020年大規模物聯網技術應用場景的主要設備能夠達到500億臺，其終端服務器逐漸呈多樣化發展趨勢，主要涉及了物聯網終端和近距離無線通信終端等。但需要注意的是，對于該技術的應用，呈現出物聯網終端的主要資源受到一定限制以及拓撲動態變化等相關特征，與4G無線網絡技術相比，能夠呈現出來的技術安全容易受到黑客、病毒以及復雜的網絡環境等方面的威脅。在這種環境之下，為了保障網絡信息的安全，需要在發展的過程中引入安全機制，對于每條信息和主要設備進行認證，但這種認證的方式實際容易引起大量資源的耗費。但需要注意的是，對于傳統的4G網絡的機制進行認證的過程中，相關的海量認證信令并沒有被有效考慮進去[3]。具體來說，也就是終端信令請求的過程中，如果收到的信令請求超過了其資源處理的能力范圍，就比較容易造成網絡崩潰現象的發生，進而導致整個移動通信網絡出現一系列故障，呈現出一定的通信危機。除此，對于5G移動通信網絡而言，在物聯網、智慧醫療和遠程技術應用等相關環境中，需要對低時延高可靠的技術進行有效運用，這對于技術的超高可靠性以及超低的網絡延時性要求就比較高。也就是說，需要提供的延時保障至少低于1 m/s。但對于傳統的4G移動通信網絡而言，其主要的安全協議中，比如其中存在的加解密流程等沒有充分對該技術應用場景進行考慮，進而使得安全性協議容易帶來認證風險[4]。因此，在這種背景下，需要強化超高可靠性以及所需要的超低延時性的主要技術目標，需要對相關的流程以及安全管理過程中的功能單元進行有效優化，其主要的目的是通過這種方式來滿足5G網絡的主要安全需求。

3 5G網絡發展新要求

在5G移動通信網絡中，其發展的新趨勢主要以三大技術應用場景為主，為了有效保障5G網絡在三大技術場景的有效應用，需要保障5G網絡的應用安全性能，這就要求5G網絡應用過程中，需要保障滿足以下要求。

3.1 引入NFV等虛擬化技術，完善5G網絡基礎設施體系

在5G移動通信網絡中，其主要涉及的虛擬化系統可以對其中的虛擬化基礎設施平臺進行有效管理。同時，對其中的資源的有效配置中，以動態化的配置處理方式，因此，對于其中的虛擬化技術而言，強化對NFV的引入，其很大程度上能夠對于5G網絡的主要安全潛力進一步強化，通過這種方式來實現網絡安全策略能夠有效呈現出可編排性。同時，不斷發揮虛擬化系統自身的優勢，旨在對業務負載進行有效隔離，進而對網絡安全具有強化作用。但需要注意的是，通過在采用NFV虛擬技術的方式來強化5G網絡安全的基礎上，也容易出現一些安全隱患隱，比如，在該技術中采用虛擬化技術，管理層容易成為黑客主要攻擊的目標，這種攻擊容易對虛擬機造成嚴重的不良后果[5]。針對這種現象的分析，對于該技術的引用過程中，需要針對5G網絡設備進行采用多元的系統級防護措施，旨在阻止相關非法攻擊，消除這種攻擊造成的安全威脅，相關NFV虛擬化技術構架見圖1。

圖1 NFV技術架構圖

3.2 按需部署網絡切片，增強5G網絡云端安全性

在5G網絡安全的發展新需求背景下，針對網絡切片的使用，其中的隔離機制是保障安全應用的關鍵因素，對于該機制的核心功能進行分析，主要可以防止本切片之中的資源被其他相關網絡切片以非法的方式訪問，進而對切片內的相關資源的隱蔽性進一步破壞。針對這種現象，5G網絡在發展的過程中，需要對其進行網絡切片的有效部署，有效對不同網絡切片之間的隔離和保護，通過這種保護方式，強化在網絡切片的使用中，保障相關的服務以及數據和資源等信息能夠與傳統的私網相接近，促使這些數據和主要的資源得到有效保護。在此基礎上，才能有效保障用戶存放在云端的相關資源和數據的安全性，促使在5G環境下的相關業務以健康的姿態進行發展。

3.3 接入RAT構建5G網絡通用認證機制

在5G網絡的技術特征中，異構網絡接入是其中的核心之一。對于5G網絡而言，能夠對多種無線網絡進行有效融合，并以此為基礎，不斷對其優化和升級，比如，對蜂窩網絡以及 Wi-Fi進行分析，這種網絡形成的局部網絡構架，實際也就是異構網絡。針對這種異構網絡而言，5G網絡僅通過有效提供統一以及通用的認證機制，便能夠對其有效接入，通過以此為基礎，可以有效構架出新型的安全運營網絡[6]。除此之外，對于異構網絡而言，需要強化其中的安全操作并實現終端切換，對于5G網絡的安全功能需求可以更好地實現。但是，這種統一的認證機制運行的過程中，也對安全算法提出了一些要求，需要采用4G網絡中的AES、ZUC主要安全算法，并研究其存在的安全性以及復雜性，從而對安全算法進行有效保障和優化升級。

4 結語

綜上所述，與4G網絡相比，雖然5G網絡呈現出來的功能比較強大，同時還可以在不同的應用場景中有效應用，但在發展的過程中，仍然存在一些問題，嚴重威脅了5G網絡應用的安全性。針對這種現象分析，需要強化對5G網絡的主要算法、整體的構架設計以及相關業務的流程等方面存在的安全性進行全面分析，進而對5G網絡的安全發展的新需求進行有效研究，旨在促進5G網絡不斷以安全的目標發展，促進社會進步的同時，強化移動通信高質量發展。因此，本文主要以5G網絡的安全發展趨勢分析為研究路線，針對5G網絡應用過程中所面臨的新挑戰進行分析，強化5G網絡發展過程中的新要求進行研究，旨在促進5G網絡技術的安全發展構建安全體系，加強5G網絡在發展的過程中逐漸向良性發展的趨勢靠近，滿足人類社會對5G網絡應用的需求。