5G技術與網絡安全探討

解朦朦

（山東工業(yè)職業(yè)學院，山東 淄博 256414）

1 無線通信技術發(fā)展的整體趨勢

1.1 中國無線通信技術發(fā)展歷程

嚴格來講，我國參與國際無線通信技術建設是以3G技術的國內普及作為開端的。20世紀以來，國內手機產業(yè)經歷了從無到有的發(fā)展歷程，功能機在我國市場的快速普及，帶動了3G用戶的大幅躍升。在3G時代，數據傳輸的技術框架和相關標準已基本成型[1]。自2008年起，智能手機的勃然而興，為數據傳輸速率更快、通信穩(wěn)定性更強的4G技術提供了廣闊的應用前景。在該階段，通信技術第一次走出辦公范疇，開始和用戶的日常生活緊密綁定，為現(xiàn)代化的休閑娛樂提供根基性支撐。在4G時代，中國無線通信技術開啟了對歐美先進技術的追趕：一方面，依托國家基礎發(fā)展戰(zhàn)略，大批4G基礎設施建設，帶動無線通信技術的快速普及，為無線通信技術發(fā)展帶來龐大的市場樣本；另一方面，以華為為代表的自主品牌，集中發(fā)揮后發(fā)技術整合優(yōu)勢，充分利用國內廣闊市場提供的實踐經驗，完成對4G核心原理的拆解吸收，為后續(xù)5G技術的探索和領先奠定了基礎，最終，使5G技術達到國際一流水準，完成從技術研發(fā)參與者到技術標準制定者的歷史性轉變。

1.2 無線通信技術的發(fā)展趨勢

總結近20年的主流通信技術變化可知，無線通信技術的發(fā)展趨勢集中表現(xiàn)為以下兩點：一是技術體系下功能參數的大幅提升；二是通信技術與社會各行業(yè)的深度交互。

通過LSAL技術的引入，5G的頻譜效率明顯提升，信息制式從二維模式到三維模式的改變，提升了5G技術的抗干擾能力。反映在網絡傳輸速率方面，理論上，5G網絡的速率可達到20 Gbps，基本滿足3D影像實時傳輸需求。而伴隨5G技術的普及，通信技術對社會多個生產生活領域的介入也日益常態(tài)化。截至目前，5G技術在醫(yī)療衛(wèi)生、礦區(qū)生產、交通物流、城市智能化控制以及虛擬現(xiàn)實（VR）等領域得到廣泛運用，無線通信在物聯(lián)網體系構建中的重要性得到了充分彰顯[2]。

2 5G技術的應用價值

2.1 有助于信息傳輸效率的提升

近年來，隨著生活水平和日常工作需求的不斷提高，人們對通信網絡的信息傳播速率、儲存能力以及通信網絡的安全性提出了新的要求。與4G網絡相比，5G網絡能夠通過采用云計算、大數據等智能化、密集化的新型技術，為人們提供更大便利，從而更好地滿足人們日常生產、生活需要。5G網絡在具備更高的安全性與穩(wěn)定性的前提下，也使信息數據的傳輸速率在4G網絡的基礎上得到了大幅提升。5G技術在不同領域的商業(yè)化應用，使得移動通信網絡的信息傳輸總量、整體覆蓋面積以及信息傳輸效率實現(xiàn)了前所未有的突破，同時也為無線通信技術提供了更為廣闊的發(fā)展空間。

2.2 有助于提升網絡通信的安全性

在更高的感知性以及更大數據容量的技術優(yōu)勢下，5G技術能夠通過更快的速率、更高的準確度提升數據處理的效率，為無線通信的安全性、可靠性帶來一定的保障[3]。不僅如此，通過對智能化技術、云計算技術的應用，5G無線通信技術還可以實現(xiàn)對密碼技術以及警報系統(tǒng)的新一輪升級，在滿足用戶對通信網絡日益提升的使用需求的同時，增強網絡通信的安全性。

2.3 提升用戶體驗與網絡運營商的經濟效益

5G無線通信技術的發(fā)展，能夠通過通信網絡服務系統(tǒng)的優(yōu)化和升級，提升系統(tǒng)的服務質量。通過對網絡容量的擴充以及蜂窩值的進一步降低，5G無線通信技術可以為用戶提供更為穩(wěn)定、便捷的網絡服務，使廣大無線網絡用戶獲得更好的使用體驗。以人們日常接觸的網絡購物為例，5G技術的推廣和普及使人們的購物行為在擺脫了空間、時間等因素制約的基礎上，為消費者提供了更為便捷的消費平臺和消費渠道，并通過減少傳統(tǒng)消費過程所產生的時間成本和精力成本，進一步提升用戶的消費效率和消費體驗。

3 5G通信系統(tǒng)的關鍵技術構成

3.1 三維模式天線傳輸技術

多天線傳輸是5G基站式傳輸所應用的技術模式。通過對以往天線傳輸技術的改良創(chuàng)新，5G的天線傳輸技術已發(fā)展為相對成熟的三維模式、多天線矩陣傳輸[4]。其中，三維模式的應用提升了5G傳輸的穩(wěn)定性。龐大的矩形陣列，強化了5G網絡的抗干擾能力，使頻譜效率較4G網絡提升近20倍。

3.2 D2D遠程通信技術

為適配基礎設施相對欠缺的使用環(huán)境，5G網絡為用戶提供了無基站傳輸的D2D遠程通信。通過應用D2D遠程通信技術，多個通信終端可在無須基站參與的情況下，實現(xiàn)信息的高速率共享。由于D2D技術下的信息傳輸集中于蜂窩系統(tǒng)的許可頻段，即便通信雙方距離較遠，仍能保障信道質量的穩(wěn)定性。

3.3 毫米波高頻傳輸技術

毫米波高頻傳輸是5G網絡采用的主要方式信息傳輸。該技術的運用，進一步提升了頻段資源的利用效率，顯著降低了網絡傳輸通道擁擠的情況，確保了5G技術的低延時、高兼容優(yōu)勢。

3.4 C-RAN技術

C-RAN技術又稱集中化無線接入技術，其基本原理是，通過對低成本光傳輸通道的利用，實現(xiàn)遠端天線和集中化中心傳輸節(jié)點的信號傳輸，進而完成對廣域通信服務區(qū)域的高效覆蓋。此外，采用C-RAN技術形成的5G網絡架構，提升了通信系統(tǒng)各功能模塊的協(xié)同性，可在降低運行功率的同時，提升頻譜利用效率，并使5G網絡保持良好的抗干擾能力。

4 5G通信的網絡安全問題表現(xiàn)

廣義范疇的“網絡安全”，涵蓋兩個不同的概念場景。一是面向通信系統(tǒng)軟硬件的物理安全，就本文論及的5G通信而言，即構成通信系統(tǒng)的計算機設備、5G基礎設施，是否處于健康的運行狀態(tài)，系統(tǒng)搭建是否合理等；二是在物理安全之外，網絡安全還包括技術應用全程的邏輯安全，如信息傳輸的保密措施是否健全、信息傳輸的完整性等[5]。

4.1 網絡環(huán)境中的信息安全威脅

從邏輯安全的視角來看，網絡環(huán)境中的信息安全威脅主要有如下兩個類型。一是對合法用戶身份的假冒和盜用。不法分子通過賬號窮舉、數據攔截等方式侵入用戶系統(tǒng)，進而對特定設備內信息進行竊取、篡改等。二是基于服務器缺陷的服務延遲、信息丟包等問題。根據通信行業(yè)相關統(tǒng)計，針對數據庫的SOL注入以及XSS跨站腳本攻擊是攻擊通信網絡的典型手段。隨著5G網絡的普及，以XXS攻擊為代表的“釣魚式”網絡入侵已成為針對5G網絡個人用戶的最常見攻擊手段。

4.2 多設備信息交互的安全問題

如前所說，5G網絡的體系建設將社會生產生活各領域都納入了互聯(lián)網生態(tài)中。相比以往高度單一的3G、4G網絡，多種類型設備間的遠程信息交互已經成為5G通信環(huán)境的標志性特點之一。特別值得注意的是，5G通信中的信息交互不僅有傳統(tǒng)的信息流通、共享，更包括遠程操控指令的實時傳播，該情況的存在，放大了信息交互中安全問題的嚴重性。由于5G信息交互具有數據規(guī)模龐大、流通速率快、范圍廣等特點，不法分子往往能夠通過系統(tǒng)漏洞，竊取大量的用戶敏感數據。個別不法分子通過對數據的破解，甚至能獲取用戶終端設備的控制指令。

4.3 云計算體系下的網絡病毒泛化

5G技術的應用大幅強化了網絡對信息的高速處理能力，也使云存儲、云計算、云安全等面向個人用戶的遠程服務成為當前網絡技術使用的新常態(tài)。由云計算發(fā)揮核心算力引擎作用的云安全系統(tǒng)，正在被大量用戶接納為應對網絡故障及網絡問題的首選方案。在云安全機制下，大量網絡病毒首先被傳輸至云服務中心，在經由相關專家、計算機病毒庫分析處理后，再將處理方案傳輸至用戶客戶端。這種處理網絡病毒的方法，強化了云計算體系對多種網絡病毒的應對能力，但也不可避免地導致了網絡病毒在云傳輸通道的持續(xù)流通。當云安全系統(tǒng)本身的數據管理機制出現(xiàn)疏漏時，往往會造成網絡病毒的大范圍蔓延。

5 提升5G網絡安全性的主要措施

5.1 加大網絡安全知識的普及力度

在通信技術飛速發(fā)展的今天，5G網絡的用戶數量持續(xù)增加，然而，在5G無線通信技術在人們的生產、生活領域得到迅速推廣的同時，無線通信網絡也面臨著越來越多的安全威脅。目前，對于5G技術所涉及的網絡安全問題的處理能力正處于上升階段，在對5G網絡安全問題進行防范的過程中，對通信網絡用戶進行網絡安全知識的普及顯得很有必要。為應對5G網絡面臨的安全問題，提升通信網絡用戶的使用體驗，應從用戶層面入手，加大網絡安全知識的普及力度，提升5G網絡用戶對于網絡安全問題的警惕性和敏感度。例如，有關部門以及通信網絡運營商可以通過開展網絡安全知識講座等活動，向廣大用戶普及相關的網絡安全知識。年齡較大的老年用戶群體受不可抗因素的制約，理解和接受能力較為薄弱，因此，可以適當在講座中加入一些真實的網絡安全案例，深入淺出地對網絡安全問題進行講解，運用針對性較強的普及方式，提升不同年齡層次用戶的網絡安全意識。通過網絡安全知識的學習，確保用戶能夠在5G網絡出現(xiàn)安全問題時，有能力對產生問題的通信設備做出正確處理，從而將損失控制在最小范圍內。

5.2 建立完善的通信網絡監(jiān)管制度

5G技術與它所搭載的通信網絡系統(tǒng)屬于社會發(fā)展的產物，可以說，5G無線通信網絡的發(fā)展進程具有一定的趨利性。隨著通信網絡用戶數量的與日遞增，建立完善的通信網絡監(jiān)管體系、制定網絡安全監(jiān)管制度、提升網絡安全監(jiān)管力度、采取針對5G網絡安全問題的舉措勢在必行。5G網絡監(jiān)管體系的建立，需在順應5G技術發(fā)展趨勢的基礎上，致力于營造和諧、安全的網絡環(huán)境，以確保5G網絡的安全性、可靠性。完善的通信網絡監(jiān)管體系離不開系統(tǒng)、科學的網絡安全監(jiān)管制度以及一定的執(zhí)行、落實力度。以通信設備端口的日常保養(yǎng)、維修工作為例，針對該項工作的監(jiān)管活動，應以通信設備的性能與實際的檢修條件為出發(fā)點，綜合考慮端口存在的常見漏洞，以檢修工作的效率與實際效果為目標，盡可能杜絕因安全監(jiān)管不到位而引發(fā)的端口漏洞與安全問題。

5.3 完善法律法規(guī)與相關制度

在5G網絡迅速普及的背景下，為提升網絡安全風險應對能力，維護安全、穩(wěn)定的網絡環(huán)境，有必要以5G技術的優(yōu)缺點及其本質屬性為參考條件，完善網絡安全的相關法律法規(guī)。與以往的通信網絡相比，5G網絡具有鮮明的引領性與前沿性，在萬物互聯(lián)、不同行業(yè)開展深度融合的進程中，5G網絡能夠發(fā)揮加速社會轉型、培育新的經濟增長點等重大作用。為確保數字經濟的穩(wěn)定發(fā)展，需進一步完善網絡安全法律法規(guī)，構建5G網絡安全保障體系，運用法律手段的威懾性與強制性，減少網絡安全問題的產生。在國家層面，為更好地應對網絡安全威脅，在相關法律法規(guī)的制定和完善過程中，需要以風險防范與應對為主要出發(fā)點，特別是在對潛在風險的檢測環(huán)節(jié)，需制定一套系統(tǒng)的檢驗、檢測以及認證制度。

6 結束語

綜上，5G技術在當前社會的信息化智能化建設中發(fā)揮著無可替代的作用，其廣域傳播、高速處理、低成本傳輸等技術優(yōu)勢，為構筑萬物聯(lián)網的社會新生態(tài)創(chuàng)造了有利條件。但在構筑5G網絡的過程中，必須較好地兼顧網絡安全問題。就網絡安全防護而言，相關部門和技術團隊需樹立全局思維，對具體網絡隱患的防范治理不宜局限于技術防護層面，而應從機制建設、法規(guī)完善、技術改進等多個角度著手?！?/p>