試論4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信

張昊

（浙江八方電信有限公司,杭州310013）

試論4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信

張昊

（浙江八方電信有限公司,杭州310013）

隨著多媒體信息化時(shí)代的來(lái)臨，人們的交流方式有了很大的改變，由傳統(tǒng)的有線通信發(fā)展到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信，極大地方便了人們的生活和工作。而4G網(wǎng)絡(luò)通信是一種較為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)該技術(shù)的研究工作十分重要，對(duì)于我國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信事業(yè)的發(fā)展起到很大程度的促進(jìn)作用。通過(guò)分析4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的現(xiàn)狀，從建設(shè)、應(yīng)用、維護(hù)和優(yōu)化4個(gè)方面對(duì)4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信進(jìn)行深入探究，旨在為相關(guān)網(wǎng)絡(luò)工作人員提供一些建議和幫助。

4G通信技術(shù)；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；安全通信；維護(hù)和優(yōu)化

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.137

1 引言

4G通信是第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)稱(chēng)LTE），它是目前為止最為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。我國(guó)4G通信技術(shù)發(fā)展較為成熟，但是與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在一些差距。而且4G通信技術(shù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信中存在一些安全問(wèn)題，導(dǎo)致4G通信技術(shù)的發(fā)展受到影響。因此，應(yīng)當(dāng)把4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)的研究工作擺在首位，針對(duì)4G通信技術(shù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信中的問(wèn)題提出維護(hù)策略，并為4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的長(zhǎng)久發(fā)展設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，從而為我國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信事業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2 4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)概述

2.1 4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)構(gòu)

4G網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，用戶(hù)可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，這給認(rèn)證和安全切換提出了更高的要求。在高速移動(dòng)環(huán)境中，移動(dòng)工作站仍能提供3～100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。4G使用單一的全球范圍的IP核心網(wǎng)來(lái)取代3G中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，交換架構(gòu)從電路交換向分組交換過(guò)渡，最終演變成為基于分組交換架構(gòu)的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)[1]。

2.2 4G網(wǎng)絡(luò)通信的特點(diǎn)

2.2.1 高時(shí)效性

4G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)效性與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比有很大程度的提高。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的最高傳輸速度在2～3Mbps/s，而4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的最高傳輸速度高達(dá)10Mbps/s，很大程度改善了傳統(tǒng)通信技術(shù)速度較慢的缺陷，更加方便人們的生活和工作。

2.2.2 具有較高的靈活性

4G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)大大增加了智能手機(jī)的發(fā)展速度，現(xiàn)在移動(dòng)終端已經(jīng)成為了人們生活中最重要也最普通的一部分，從而促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)靈活性的發(fā)展。

2.2.3 高智能性

4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)除了具有高時(shí)效性和高靈活性外，還具有高智能性的特點(diǎn)。它的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)使得它具有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)所不具備的高智能性，極大地豐富了人們的生活，同時(shí)也促進(jìn)了智能手機(jī)的發(fā)展。

圖1 4G網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

3 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信方式

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信方式的分類(lèi)存在較大的差異，我國(guó)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速度以及網(wǎng)絡(luò)通信的覆蓋范圍主要將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)分為以下4種。

1）無(wú)線廣域網(wǎng)。無(wú)線廣域網(wǎng)覆蓋面最廣，相對(duì)較遠(yuǎn)的地區(qū)之間可以建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接，從而達(dá)到信息交流的目的，例如GPRS、GSM等技術(shù)。

2）無(wú)線局域網(wǎng)。無(wú)線局域網(wǎng)的覆蓋面僅次于無(wú)線廣域網(wǎng)，覆蓋面小但具有很好的實(shí)用性，它具有較強(qiáng)的保密性和很好的便捷性。

3）無(wú)線城域網(wǎng)。無(wú)線城域網(wǎng)有效解決了人數(shù)上對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的要求，但是它也存在一些不足之處，例如，寬帶和用戶(hù)數(shù)以及距離上會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸受到制約。

4）無(wú)線個(gè)域網(wǎng)。無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的覆蓋面是最小的，一般來(lái)說(shuō)只限制在幾米的范圍內(nèi)，例如藍(lán)牙、RFID等。

4 4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀及建設(shè)策略探究

4.1 4G網(wǎng)絡(luò)國(guó)際發(fā)展現(xiàn)狀分析

早在2013年美國(guó)Verizon公司的LTE用戶(hù)數(shù)量就已經(jīng)突破了3000萬(wàn)，其覆蓋城市超過(guò)50個(gè)，覆蓋總面積超過(guò)了其他企業(yè)的6倍以上，成為目前全球LTE發(fā)展最快的企業(yè)之一[2]。

4.2 4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)策略探究

（1）制定靈活的經(jīng)營(yíng)策略。我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)要大力推廣4G流量，在4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到一定程度之后，企業(yè)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)移重點(diǎn)到流量?jī)r(jià)值的提升，采取積極的手段和措施提高單位流量的價(jià)值，防止網(wǎng)絡(luò)流量壓力過(guò)大，這時(shí)可以考慮取消無(wú)限流量套餐，采取階梯制收費(fèi)模式，從而限制高流量用戶(hù)，充分發(fā)揮LTE時(shí)代的流量經(jīng)營(yíng)優(yōu)勢(shì)。（2）加強(qiáng)LTE終端建設(shè)。LTE終端設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)制勝的關(guān)鍵所在，在第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)之前，智能終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要性和價(jià)值就已經(jīng)得到體現(xiàn)，并且得到了全球互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的認(rèn)可，豐富且高質(zhì)量的LTE終端能夠?yàn)槲覈?guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)帶來(lái)比較高的ARPU和更多的用戶(hù)數(shù)量。

5 4G通信技術(shù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用中存在的問(wèn)題及維護(hù)策略

5.1 存在的問(wèn)題

5.1.1 移動(dòng)終端存在的問(wèn)題

隨著4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用[3]，使得LTE用戶(hù)與其聯(lián)系越來(lái)越緊密。由于4G設(shè)備的終端存儲(chǔ)功能較為強(qiáng)大，使得LTE用戶(hù)在使用過(guò)程中，會(huì)因?yàn)榇鎯?chǔ)一些惡意性質(zhì)的軟件，導(dǎo)致4G通信設(shè)備的移動(dòng)終端出現(xiàn)故障，從而影響4G通信技術(shù)的發(fā)展。而4G通信技術(shù)在移動(dòng)終端中存在的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：

1）由于移動(dòng)設(shè)備自身安裝了盜版的操作系統(tǒng)或其他不符合自身設(shè)備的操作系統(tǒng)，使得設(shè)備移動(dòng)終端受到嚴(yán)重威脅，降低其安全性能；

2）由于移動(dòng)設(shè)備目前普遍地應(yīng)用于電子商務(wù)以及郵件等領(lǐng)域，而在這些應(yīng)用程序操作中，設(shè)備終端會(huì)存在很多的病毒和漏洞，使得設(shè)備受到嚴(yán)重的威脅；

3）由于設(shè)備終端存在病毒的威脅，使得殺毒軟件得以誕生，這些殺毒軟件在保證設(shè)備系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時(shí)，對(duì)于設(shè)備的終端存儲(chǔ)功能會(huì)造成一定的威脅；

4）由于目前還沒(méi)有足夠保密的安全驗(yàn)證以及訪問(wèn)權(quán)限設(shè)置，使得一些黑客很容易對(duì)設(shè)備終端的個(gè)人信息進(jìn)行盜取和利用，從而威脅個(gè)人的隱私以及財(cái)產(chǎn)安全。

5.1.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題

由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有著較高的便捷性，使得LTE用戶(hù)在使用過(guò)程中可以任意地進(jìn)行系統(tǒng)間的更換與替代，這就造成了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全管理過(guò)程中存在較大的安全隱患，給設(shè)備自身造成威脅的同時(shí)，也給LTE用戶(hù)造成一定程度的負(fù)面影響。

5.1.3 無(wú)線業(yè)務(wù)存在的問(wèn)題

無(wú)線業(yè)務(wù)中存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下方面：

1）由于在交易過(guò)程中缺乏完整的交易憑證[4]，使得無(wú)線業(yè)務(wù)中存在的利益沖突越來(lái)越激烈；

2）隨著近些年來(lái)電子商務(wù)事業(yè)的快速發(fā)展以及增值業(yè)務(wù)不斷地提升，使得現(xiàn)有的安全機(jī)制得不到應(yīng)有的滿(mǎn)足，因而對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)系統(tǒng)也提出了更高的要求。

5.2 防護(hù)策略

5.2.1 無(wú)線接入時(shí)的防護(hù)

相關(guān)人員在進(jìn)行無(wú)線接入時(shí)，要做到安全傳輸、安全接入、身份驗(yàn)證、訪問(wèn)控制和數(shù)據(jù)控制5方面的要求，有效保障4G網(wǎng)絡(luò)在無(wú)線接入程序中不出現(xiàn)異常，從而避免LTE用戶(hù)在后期使用過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)。

5.2.2 設(shè)備終端的安全防護(hù)

1）LTE用戶(hù)在使用移動(dòng)設(shè)備的過(guò)程中，要對(duì)設(shè)備的移動(dòng)終端進(jìn)行嚴(yán)格、有效的安全防護(hù)，選擇符合自身需求的配置；

2）融合各類(lèi)安全機(jī)制，例如將數(shù)字與生物密碼相結(jié)合、個(gè)人密匙與公共密匙相結(jié)合等，有效提高移動(dòng)設(shè)備終端的安全性能。

5.2.3 物理硬件方面的防護(hù)

在LTE用戶(hù)的使用過(guò)程中，要對(duì)應(yīng)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的4G通信進(jìn)行物理硬件上的安全防護(hù)，從而有效提高系統(tǒng)的集成能力及安全性能，避免不法分子對(duì)設(shè)備入口的攻擊。

6 4G通信技術(shù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信優(yōu)化方案分析

在4G通信技術(shù)的引領(lǐng)之下，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信技術(shù)必須從多個(gè)層次上進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，從而更好地發(fā)揮其優(yōu)越性，為用戶(hù)提供更加便捷的服務(wù)。因此，相關(guān)工作者要對(duì)4G通信技術(shù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全的優(yōu)化方案進(jìn)行分析和研究，不斷總結(jié)和完善新思路，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)事業(yè)的飛速發(fā)展。對(duì)此，筆者針對(duì)具體的優(yōu)化方案做出如下分析，希望為相關(guān)人員的研究工作提供一些思路和建議。

6.1 內(nèi)容上的優(yōu)化

1）在4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信技術(shù)，必須將移動(dòng)終端進(jìn)行優(yōu)化，從而科學(xué)、有效地減少任務(wù)量，避免出現(xiàn)計(jì)算延時(shí)情況；

2）LTE用戶(hù)在訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行安全措施教育，讓用戶(hù)充分了解和認(rèn)識(shí)這些安全問(wèn)題，避免發(fā)生不必要的糾紛和沖突；

3）安全協(xié)議方面，相關(guān)人員要對(duì)LTE用戶(hù)的個(gè)人信息進(jìn)行嚴(yán)格保密，除了一些必要的個(gè)人信息以外，其他的信息要進(jìn)行保密處理，防止出現(xiàn)信息盜竊現(xiàn)象。

6.2 設(shè)計(jì)上的優(yōu)化

4G通信技術(shù)除了在內(nèi)容上的優(yōu)化外，還要對(duì)其網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?yōu)化策略研究。從根本上提升4G網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)傳輸速度和效率，從而減少由于數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間較長(zhǎng)而造成的LTE用戶(hù)的損失，為用戶(hù)提供更加便捷的服務(wù)。另外，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全級(jí)別進(jìn)行標(biāo)注，以便LTE用戶(hù)選擇和識(shí)別。

【1】郭偉.4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016(15): 14.

【2】李煒鍵，孫飛.基于4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信分析[J].電力信息與通信技術(shù)，2014(1):127-131.

【3】張健.基4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信研究[J].信息通信，2015(3): 238.

【4】周侃.基于4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信研究[J].信息通信，2015 (9):274-275.

Discussion on Wireless Network Secure Communication of 4G Communication Technology

ZHANG Hao
(ZhejiangBafangTelecom Co.Ltd.,Hangzhou310013,China)

Along with the arrival of the multimedia information times,the way of our communication has changed a lot,from traditional wired communication to wireless network communication,which greatly facilitates people's life and work.4G network communication is akind of more advanced net work technology, and the research work is very important.It can greatly help the development of China's network communication industry.By analyzing the state of the 4G network, the paper dives deep into the secure communication of wireless network based on4G communication technology from construction,application,maintenance and optimization.It aims to provide some suggestions and help for the related network staff.

4G communication technology;wireless network;secure communication;maintenance and optimization

TN929.5

A

1007-9467（2016）08-0247-02

2016-07-22

張昊（1982～），男，浙江杭州人，工程師，從事通信工程建設(shè)維護(hù)管理與研究。