5G 無線通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全研究

馬業(yè)杞

（中國電信股份有限公司 南寧分公司， 廣西 南寧 530028）

0 引言

在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，5G 無線通信技術(shù)逐漸取代了以往3G 和4G 的網(wǎng)絡(luò)時間，具有覆蓋率高、熱點容量高、能源消耗更環(huán)保、穩(wěn)定性較強(qiáng)的特點。在當(dāng)前5G 無線通信技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大的背景下，應(yīng)該充分重視網(wǎng)絡(luò)安全方面的問題， 這樣才能夠讓5G 無線通信技術(shù)更好的服務(wù)于社會發(fā)展[1]。

1 5G 無線通信技術(shù)的類型

5G 無線通信技術(shù)在開發(fā)的過程中涉及到的技術(shù)內(nèi)容較多，具體表現(xiàn)在下列幾個方面：

1.1 多天線傳輸技術(shù)

在5G 無線通信技術(shù)中采用多天線傳輸技術(shù)， 讓三維在提高的時候朝著大規(guī)模陣列發(fā)展。 在5G 無線通信技術(shù)開發(fā)中應(yīng)用多天線傳輸技術(shù)時， 長期開發(fā)頻譜將出現(xiàn)資源消耗過渡的問題，從而限制無線通信技術(shù)發(fā)展。 因此，在廣泛應(yīng)用5G 無線通信技術(shù)的時候便首先需要克服頻譜資源稀缺的問題，LSAL 技術(shù)建立起龐大的矩陣，能夠更好的避免受到干擾，優(yōu)化分配頻譜，從而有效提升頻譜的效率[3]。同時，還可以充分借助LSAS 技術(shù)將空間地位的功用區(qū)分開，讓多個用戶能夠在同一空間內(nèi)享用效勞。

1.2 高頻傳輸技術(shù)

高頻傳輸技術(shù)在應(yīng)用的過程中主要借助高頻來突破頻譜稀缺的困境，但為了將5G 無線通信技術(shù)的使用效率更好的控制在一定范圍內(nèi)，便需要使用毫米波技術(shù)，以此來緩解通信頻譜網(wǎng)絡(luò)堵塞的問題， 有效促進(jìn)通信技術(shù)朝著綠色可持續(xù)性的方向發(fā)展[4]。 在傳統(tǒng)通信技術(shù)中應(yīng)用的頻段主要是在30KHz～6GHz 之間，所以為了保證5G 無線通信技術(shù)朝著可持續(xù)性的方向發(fā)展， 則需要提升高頻段資源的利用效率。 同時，通過使用毫米波技術(shù)來解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)擁擠的情況，以便讓頻譜問題得到更好的解決，從而有效推動5G 技術(shù)發(fā)展[5]。例如，韓國三星集團(tuán)通過開發(fā)研究37GHz 和28GHz 頻帶， 并開發(fā)出28GHz 頻帶的設(shè)備，最后得到1Gb/s 的結(jié)果。

1.3 D2D 技術(shù)

D2D 技術(shù)在完成通信終端直接通信時并不需要基站的協(xié)助作用，便能夠在信號較好的情況下找到合適的信號。通常D2D 技術(shù)在使用的過程中需要密集的部署在網(wǎng)絡(luò)的專用中繼站內(nèi)， 所以任何時候發(fā)生擁塞的情況，BS 都可以很快速的將波束方向通過LOS 鏈接傳輸?shù)街欣^站內(nèi)，最終達(dá)到目標(biāo)用戶。其中，根據(jù)不同的性能標(biāo)準(zhǔn)需要選取針對性的中繼站和路由方案。尤其是通過使用網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展技術(shù)，不但能夠很快速的完成數(shù)據(jù)速率的傳輸， 而且還能夠完全掩蓋和延遲數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，以此保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性[6]。

1.4 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

所謂新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)為了有效降低告訴傳輸?shù)某杀?，便通過合理應(yīng)用C-RAN 架構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)端天線和中心節(jié)點之間的信號傳送，這樣便能夠更好地進(jìn)行無線接入，真正實現(xiàn)大范圍覆蓋的目標(biāo)。 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)在應(yīng)用的時候能夠有效降低外界的干擾性，減少功耗率，從而建立起智能化的組網(wǎng)。由于5G 無線通信技術(shù)屬于能源高消耗的范疇，對綠色能源的追求能夠在一定程度上保證5G 無線通信技術(shù)朝著可持續(xù)性的方向發(fā)展。

2 5G 無線通信技術(shù)面臨的網(wǎng)絡(luò)安全問題

2.1 數(shù)據(jù)交互問題

通過立足于數(shù)據(jù)交互的角度來進(jìn)行分析，5G 可以提供實時的Internet 交互，擴(kuò)大通信范圍，保證Web 交互的穩(wěn)定性。但是，在數(shù)據(jù)交互的過程中因為網(wǎng)絡(luò)將會面臨大量的數(shù)據(jù)交互， 所以無法避免接入網(wǎng)與核心網(wǎng)信令之間出現(xiàn)頻繁交互的情況， 所以將會隨之產(chǎn)生一些安全性的問題。這樣在這些數(shù)據(jù)的交互中，犯罪分子可以利用各種技術(shù)手段攻擊無線通信網(wǎng)絡(luò)，最終獲得非法利益。

2.2 網(wǎng)絡(luò)安全問題

因5G 無線通信技術(shù)在應(yīng)用的過程中因采用初級的IP 網(wǎng)絡(luò)和5G 通信技術(shù)作為交融網(wǎng)絡(luò)， 這樣便會導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)延遲的情況， 難以保證多個系統(tǒng)同時運(yùn)轉(zhuǎn)。同時，在5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用過程中，網(wǎng)絡(luò)鏈接的地址很容易出現(xiàn)被篡改的情況， 讓廣大用戶的信息安全受到嚴(yán)重的影響。因此，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全是一個需要考慮的重要問題。如果無法解決網(wǎng)絡(luò)安全問題，則無法讓網(wǎng)絡(luò)的功能得到更好的保障， 某些特定配備也難以得到優(yōu)化，所以需要定制網(wǎng)絡(luò)部件，最大限度地提高功耗、降低成本和提高效率。

2.3 用戶信息安全問題

在5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用過程中，用戶的信息安全逐步成為了當(dāng)前最重要的一個問題。 為了保證5G 無線通信技術(shù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全性，則需要建立第三方軟件審核機(jī)制，避免一些不法分子侵犯廣大用戶的隱私信息，以此來保障廣大用戶信息的安全性。尤其是在現(xiàn)代信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，5G 無線通信技術(shù)是非常典型的一種技術(shù)，其在不斷優(yōu)化設(shè)計中能夠讓廣大用戶的隱私得到更好的保證，同時，通過在信息傳輸?shù)倪^程中進(jìn)行轉(zhuǎn)碼加密，能夠有效提升廣大無心通信技術(shù)使用用戶的信息安全級別。

3 5G 無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全對策

3.1 依托云網(wǎng)融合提高安全可靠性

由于5G 無線通信技術(shù)的特點，5G 更適用需要超高速（eMBB，增強(qiáng)型移動帶寬）、低時延（uRLLC，超高可靠超低時延通信）、海量連接（mMTC，海量機(jī)器類通信）的業(yè)務(wù)場景。 末梢終端在5G 信號接入后，依托云網(wǎng)融合的穩(wěn)定性提高數(shù)據(jù)安全性。比如中國電信推出的云堤，可以實現(xiàn)近源流量清洗。

3.2 建立安全架構(gòu)

在未來通信行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，5G 無線通信技術(shù)是非常重要的組成部分，影響力較高。 同時，在5G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的運(yùn)行過程中，因開放程度較高，所以很容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)受到非法攻擊。因此，為了更好的保障5G 無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的安全性， 則需要針對5G 無線通信技術(shù)采取綜合性的維護(hù)措施，逐步建立起完整的安全架構(gòu)。 通過站在全新的角度進(jìn)行分析，便能夠有效減少對網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)生的威脅性，有效提升廣大用戶的隱私保護(hù)力度。此外，還需要通過進(jìn)行4G 基礎(chǔ)升級，不斷開展技術(shù)革新和設(shè)備換代工作，這樣才能夠為5G 無線通信技術(shù)正常運(yùn)行奠定堅實的保障。

3.3 NFV 網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)

通過將5G 網(wǎng)絡(luò)合理的引入虛擬化技術(shù)，便能夠統(tǒng)一管理相關(guān)的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施，重新配置各項網(wǎng)絡(luò)資源。其中，通過對NFV 網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)進(jìn)行合理部署，便能夠讓一些功能網(wǎng)中的虛擬功能網(wǎng)元形式直接部署在云化的基礎(chǔ)上，避免對專有的通信硬件平臺產(chǎn)生依賴性，這樣便能夠借助軟件真正實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的功能。同時，為了有效提升5G 網(wǎng)絡(luò)的安全潛力， 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)安全策略實施的可編排性，則需要將虛擬化系統(tǒng)的優(yōu)勢充分凸顯出來，切實保證虛擬化平臺的安全性。

NFV 網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)在應(yīng)用的過程中還能夠有效增強(qiáng)5G 通信的網(wǎng)絡(luò)安全， 但也在一定程度上為5G 網(wǎng)絡(luò)埋下了安全隱患， 這樣黑客便會將攻擊虛擬化技術(shù)作為重要的管理層目標(biāo)。一旦將其攻破之后，則會對整個虛擬機(jī)造成非常嚴(yán)重的影響。 因此，在將該技術(shù)引入到5G 無線通信技術(shù)引入到網(wǎng)絡(luò)中，便需要采取多元化的系統(tǒng)級防護(hù)，以此避免將非法攻擊所帶來的安全威脅阻擋在外， 以此保證5G 通信技術(shù)更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.4 網(wǎng)絡(luò)切片

5G 無線通信技術(shù)在應(yīng)用過程中，網(wǎng)絡(luò)切片的隔離機(jī)制直接關(guān)系到應(yīng)用的安全性。 網(wǎng)絡(luò)切片的核心功能在于防止本切片的資源被其他類型的網(wǎng)絡(luò)切， 而在非法訪問的時候便很容易破壞切片信息資源的隱蔽性。 因此，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在應(yīng)用的過程中應(yīng)該按需部署網(wǎng)絡(luò)切片， 讓客戶化的安全實現(xiàn)分級服務(wù)。但是，網(wǎng)絡(luò)切片在給我們帶來便利的同時也對安全帶來了新的問題和挑戰(zhàn)， 如各切片之間的安全隔離，以及如何安全部署、管理虛擬網(wǎng)絡(luò)。 只有將這些問題更好的解決，才能夠讓用戶安心使用5G 通信網(wǎng)絡(luò)，有力保障客戶存放于云端的數(shù)據(jù)資源，促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)持續(xù)性健康發(fā)展。

3.5 建立高效的加密算法

為了保障5G 無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全，便需要充分考慮到5G 無線通信技術(shù)的特殊性，切實保證算法的高效性和加密性。 同時，因5G 無線通信技術(shù)在應(yīng)用的時候具有低延時性的特點， 所以在不斷傳輸?shù)倪^程中很容易出現(xiàn)高密度的特點，從而誘發(fā)網(wǎng)絡(luò)安全漏洞。通過全方面評價5G 無線通信技術(shù)應(yīng)用的實際情況， 采取流密碼體制，加強(qiáng)輕量級的加密算法，便能夠更好的保障5G 無線通信技術(shù)的加密效果。

在維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的過程中， 加密算法是非常重要的一種手段。 通過立足于不同的角度來進(jìn)行分析需要通過逆向思維來完成， 提前做好不法分析將會采取何種攻擊形式和破譯方法，有效提升加密算法的性能。

3.6 加強(qiáng)安全管理機(jī)制

在當(dāng)前5G 無線通信技術(shù)不斷研發(fā)創(chuàng)新的過程中，在一定程度上加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)安全的融合效果。但是，通過全面分析影響5G 無線通信技術(shù)運(yùn)行的因素，便需要根據(jù)實際情況構(gòu)建完善的安全管理機(jī)制，妥善解決5G 無線通信技術(shù)運(yùn)行中出現(xiàn)的各類問題。 尤其是在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展過程中，信道租用的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，廣大用戶除了能夠自由利用云系統(tǒng)進(jìn)行計算或者是進(jìn)行資源儲存外，還可以根據(jù)自身的實際需求租用無線信道，以此保證廣大用戶的數(shù)據(jù)安全性和隱私。 同時， 為了更好的保證5G 無線通信技術(shù)中信道租用的安全性，便需要根據(jù)實際情況制定信道租用安全管理機(jī)制， 并站在科學(xué)的角度來為各項技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

4 5G 無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全注意事項

4.1 網(wǎng)絡(luò)安全團(tuán)隊建設(shè)

在當(dāng)前5G 無線通信技術(shù)研發(fā)不斷深化的背景下，有效擴(kuò)大了通信行業(yè)的發(fā)展空間， 整體價值非常突出。 但是，建立網(wǎng)絡(luò)安全管理團(tuán)隊的難度系統(tǒng)較高，其不僅僅在于人才選拔的過程中較為苛刻， 而且還需要廣大用戶在日常工作中及時去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。同時，網(wǎng)絡(luò)安全負(fù)責(zé)團(tuán)隊還應(yīng)該深入研究攻擊模式、防御模式、破譯模式和追蹤模式，避免被動的進(jìn)行防御，積極聯(lián)合公安部門和網(wǎng)絡(luò)部門來加大網(wǎng)絡(luò)犯罪的打擊力度， 這樣才能夠更好的保證5G 無線通信技術(shù)在應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性。

4.2 網(wǎng)絡(luò)安全法律

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展速度不斷加大， 為了更好的規(guī)范網(wǎng)絡(luò)行為，便需要根據(jù)實際情況構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)安全法律。尤其是在當(dāng)前5G 無線通信技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大的背景下，打破了傳統(tǒng)技術(shù)的界限，大幅度提升了通信技術(shù)應(yīng)用的便捷性，有利于為廣大用戶提供良好的體驗。 同時，通過不斷創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)安全法律條例，保證法律與5G 無線通信技術(shù)發(fā)展應(yīng)用相符合，以便為5G 無線通信技術(shù)的長期應(yīng)用提供重要的保障條件。 此外，在執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)安全法律條規(guī)的過程中，還需要合理的將5G 無線通信技術(shù)的犯罪模式與安全滲透方法密切結(jié)合起來，采取強(qiáng)制性的約束手段，這樣才能夠更好的保證5G 無線通信技術(shù)應(yīng)用的實效性。

5 5G 應(yīng)用思考

5G 作為通信載體， 必定要與企業(yè)生產(chǎn)行為緊密結(jié)合，通過場景化定制實現(xiàn)發(fā)展。比如廣西電信聯(lián)合華潤水泥5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用， 就是借助5G 獨立組網(wǎng)， 采用5G+MEC（邊緣計算）方案，實現(xiàn)對AI 機(jī)器視覺、5G 人員定位及管理等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造場景的強(qiáng)有力支持。

廣西信息通信行業(yè)2022 年5 月17 日發(fā)布的《廣西5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動計劃（2022-2024 年）》，明確將通過賦能產(chǎn)業(yè)升級、創(chuàng)新數(shù)字治理、融惠社會民生、聚焦區(qū)域發(fā)展、培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)、夯實網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、加強(qiáng)安全保障七個方面，推動重點領(lǐng)域5G 應(yīng)用和提升5G 應(yīng)用支撐能力。 實現(xiàn)5G與行業(yè)業(yè)務(wù)場景的深度融合，成為5G 應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵。

6 結(jié)論

總之，隨著5G 技術(shù)在我國取得了重要的技術(shù)突破，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大， 不僅能夠提升廣大人們的日常生活質(zhì)量，而且還能夠為企業(yè)在不斷運(yùn)行的過程中提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐。通過充分重視5G 技術(shù)在應(yīng)用過程中的網(wǎng)絡(luò)安全問題，并采取相應(yīng)的解決措施，便能夠更好的保護(hù)廣大用戶的隱私安全和使用安全，以此推動5G 技術(shù)更好的發(fā)展。