5G競爭與安全挑戰(zhàn)

翟尤

2019年6月6日，我國正式發(fā)放5G商用牌照。5G熱潮成為全民關(guān)注焦點(diǎn)。截止2019年9月底，我國各省總計出臺5G相關(guān)政策文件超過40個，全國成立的省市級5G聯(lián)盟累計超過50個。電信運(yùn)營商加快5G基站建設(shè)步伐，開展典型領(lǐng)域應(yīng)用示范。預(yù)計到今年年底，我國5G基站的總數(shù)將超過10萬。原信息產(chǎn)業(yè)部部長吳基傳表示：“5G比100度的開水都熱”。

5G主要包括三大應(yīng)用場景：增強(qiáng)型移動寬帶（eMBB，Enhance Mobile Broadband），按照計劃能夠在人口密集區(qū)為用戶提供1Gbps用戶體驗(yàn)速率，通過5G網(wǎng)絡(luò)看高清視頻、玩游戲?qū)⒊蔀槌B(tài)。海量物聯(lián)網(wǎng)通信（mMTC，Massive Machine Type Communication），在1平方公里的范圍內(nèi)可以達(dá)到100萬個連接數(shù)，不僅能夠?qū)⑨t(yī)療儀器、家用電器和手持通訊終端等全部連接在一起，還能面向智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景。低時延、高可靠通信（uRLLC，Ultra Reliable & Low Latency Communication），主要面向智能無人駕駛、工業(yè)自動化等需要低時延高可靠連接的業(yè)務(wù)，能夠?yàn)橛脩籼峁┖撩爰壍亩说蕉藭r延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性保證。

5G將為我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動力，5G將與人工智能、云計算等技術(shù)深度融合，在智慧生活、智能社會、數(shù)字產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

在智慧生活方面，5G將支持4K/8K等高清視頻快速普及落地，以云游戲、VR/AR為代表的新文創(chuàng)業(yè)務(wù)將為用戶提供身臨其境的沉浸式體驗(yàn)。在智能社會方面，5G將會進(jìn)一步增強(qiáng)城市的治理能力和效率，智慧燈桿、智能安防、高精導(dǎo)航等應(yīng)用將給城市的智能化水平提供新平臺。在數(shù)字產(chǎn)業(yè)方面，5G與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、金融業(yè)、教育的結(jié)合，可以打通人、物、機(jī)器等各個要素之間的聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)更廣范圍的連接和個性化定制，有望重塑傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。

5G不僅僅是移動通信技術(shù)的簡單升級，更是新一輪技術(shù)革命的制高點(diǎn)。有資料顯示，在2020年至2035年間，5G對全球GDP增長的貢獻(xiàn)和現(xiàn)在世界第七大經(jīng)濟(jì)體——印度的GDP旗鼓相當(dāng) 。總的來看，5G發(fā)展面臨國家間高度競爭、社會公共安全、網(wǎng)絡(luò)與信息安全等3方面風(fēng)險與挑戰(zhàn)。

一、各國加快5G戰(zhàn)略競爭步伐

目前，部分國家正在加快5G戰(zhàn)略落地實(shí)施，技術(shù)制高點(diǎn)競爭激烈。

美國：2019年4月，美國發(fā)布《5G生態(tài)系統(tǒng)：對美國國防部的風(fēng)險與機(jī)遇》報告。美國總統(tǒng)特朗普就5G戰(zhàn)略部署發(fā)表講話，指出“5G是一場美國必須要贏的比賽”。目前美國電信運(yùn)營商已經(jīng)在部分重點(diǎn)城市推出5G服務(wù)，其中家庭寬帶成為最受關(guān)注的應(yīng)用之一。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面，AT&T正在探索基于高清視頻安全監(jiān)測等應(yīng)用。同時，F(xiàn)CC設(shè)立204億美元的“鄉(xiāng)村數(shù)字機(jī)遇基金”來推動5G與各個產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新。

韓國：韓國作為全球首個商用5G的國家，得益于網(wǎng)絡(luò)快速部署、運(yùn)營商補(bǔ)貼和豐富應(yīng)用內(nèi)容，目前韓國5G用戶超過350萬，占韓國總?cè)丝跀?shù)的約6%。2019年4月，韓國發(fā)布了“5G+戰(zhàn)略”，預(yù)計到2022年建成全國5G網(wǎng)絡(luò)。戰(zhàn)略選定了五項核心服務(wù)（沉浸式內(nèi)容、智慧工廠、無人駕駛汽車、智慧城市、數(shù)字健康）和十大“5G+”戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。

歐盟：歐洲在5G上更加注重實(shí)用性，聚焦需求更強(qiáng)烈的垂直行業(yè)率先應(yīng)用。2018年4月，歐盟成立工業(yè)互聯(lián)與自動化5G聯(lián)盟，推動5G在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域落地。2018年12月歐洲多個大城市開展代號“烈焰”的5G應(yīng)用場景實(shí)測，主要聚焦垂直應(yīng)用的媒體服務(wù)上。

二、5G在社會公共安全方面面臨的風(fēng)險

近年來，網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)向泛安全逐步蔓延，甚至出現(xiàn)了引起全球關(guān)注的安全事件，尤其是各國的電力、能源、機(jī)場的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備頻繁受到攻擊。

城市基礎(chǔ)設(shè)施面臨的安全風(fēng)險。5G時代，入侵城市控制系統(tǒng)或聯(lián)網(wǎng)設(shè)施，將會擾亂公共秩序。例如，對城市交通管理系統(tǒng)的入侵，將會造成自動駕駛汽車、視頻監(jiān)控設(shè)備的混亂，可能導(dǎo)致擾亂交通甚至引發(fā)交通事故，危害到用戶生命安全和城市的整體運(yùn)行。

海量數(shù)據(jù)被篡改的安全風(fēng)險。5G是萬物互聯(lián)的時代，大量傳感器設(shè)備將部署在城市的各個角落，通過數(shù)據(jù)監(jiān)測與分析，可以實(shí)時掌握城市交通動態(tài)、環(huán)境質(zhì)量、自然災(zāi)害預(yù)警等工作。上述監(jiān)測設(shè)備如果被入侵，將使收集到的海量數(shù)據(jù)失真，難以精確反應(yīng)當(dāng)前狀況，從而有可能導(dǎo)致應(yīng)急處理機(jī)制不能及時響應(yīng)，甚至引發(fā)大規(guī)模安全事故。

“信令風(fēng)暴”或?qū)⒏宇l繁。隨著越來越多的IoT設(shè)備進(jìn)入5G網(wǎng)絡(luò)，海量物聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)起的“信令風(fēng)暴”或分布式拒絕服務(wù)（DDoS）攻擊，將引發(fā)網(wǎng)絡(luò)擁塞甚至崩潰、甚至擊垮網(wǎng)絡(luò)防御能力。

三、5G在網(wǎng)絡(luò)與信息安全方面面臨的風(fēng)險

5G時代也是萬物互聯(lián)的時代，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及日常生活中越來越多的連接，網(wǎng)絡(luò)安全將成為網(wǎng)絡(luò)行業(yè)首頁關(guān)注的話題。

1、海量終端易成為受攻擊對象。5G安全范疇已經(jīng)從網(wǎng)絡(luò)安全向物理安全、財產(chǎn)安全蔓延。在更加開放的環(huán)境下，由于終端設(shè)備的多樣化和能力的巨大差異，導(dǎo)致終端自身安全防護(hù)能力不足，驅(qū)動更多黑客開展5G安全研究，攻擊發(fā)生的可能性更大。

2、邊緣計算帶來新風(fēng)險。邊緣計算是5G應(yīng)用的核心技術(shù)之一。邊緣計算通過把云計算能力下沉，在更加靠近用戶和應(yīng)用的地方提供數(shù)據(jù)處理和計算能力，不再需要將所有數(shù)據(jù)上傳云端，大大降低了數(shù)據(jù)傳輸延時等問題。但同時，能力下沉也會導(dǎo)致包括終端在內(nèi)的相關(guān)設(shè)備處于不安全環(huán)境中，管理控制能力將減弱，邊緣節(jié)點(diǎn)容易受到攻擊。

3、微型基站帶來的新風(fēng)險。5G時代，由于使用的頻段較高，為彌補(bǔ)宏基站覆蓋的問題，微型基站將在我們的生活中密集出現(xiàn)。尤其是室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋需要微型基站進(jìn)行解決，由于微型基站難以放置在專有的機(jī)房內(nèi)，因此物理安全難以得到有效保障，容易成為受到攻擊的對象，威脅網(wǎng)絡(luò)與信息安全。

同時，5G應(yīng)用場景更加多元，不同用戶對安全需求不同，需要加快5G安全多樣化的布局。例如，對于自動駕駛、遠(yuǎn)程控制，在通信中如果受到安全威脅則可能會涉及生命安全，為避免車輛碰撞事故需要高級別安全措施，且不能額外增加通信時延。在海量終端連接領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全需求多樣，需要降低物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在認(rèn)證和身份管理方面的成本，支持物聯(lián)網(wǎng)終端低成本、高效海量部署，因此此類業(yè)務(wù)需要輕量級安全算法和高效簡單安全協(xié)議。

面對新的挑戰(zhàn)，5G安全機(jī)制要在滿足基本通信安全基礎(chǔ)上，為不同業(yè)務(wù)場景提供差異化安全服務(wù)，能夠適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)接入方式及安全構(gòu)架，注重用戶隱私保護(hù)，支持提供開放的安全能力。同時，注重多種技術(shù)融合使用，提升5G安全能力。一方面引入?yún)^(qū)塊鏈、去中心化身份識別系統(tǒng)等技術(shù)，形成統(tǒng)一的數(shù)字身份體系。另一方面利用人工智能技術(shù)來進(jìn)行智能攻擊檢測和防御手段建立。

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