5G移动通信网络安全研究

第五代（Fifth Gneration,5G）移动通信网络（简称5G网络或5G）,是为构建网络型社会并实现“万物互联”的宏伟目标而提出的下一代移动网络.随着LTE等第四代移动通信网络进入规模化商用阶段,5G网络研究已成为世界各国的关注焦点.5G网络的实现需要依赖于系统架构和核心技术的变革与创新,目前5G网络还处于技术和标准的初级研究阶段.5G网络的新架构、新业务、新技术对安全提出了新的挑战.本文简述了5G的性能指标、关键技术、应用场景,及标准制定进展,分析了5G网络的安全需求及其所面临的技术挑战,基于目前已有的研究工作和标准研制情况,提炼了5G安全框架,归纳并阐述了若干安全关键问题及其解决方案,展望了5G网络安全的未来研究方向.     

基于5G网络无线接入安全技术措施研究

[目的/意义]在互联网技术不断发展的进程中,5G技术凸显出优势,但是该技术在具体应用中,往往面临着诸多安全问题的挑战。加强无线接入安全防护,可以提高网络的安全性,降低信息被盗、丢失等风险。所以,基于5G网络无线接入安全技术措施的研究,对于提高互联网应用的安全性,具有十分重要的现实意义。[方法/过程]基于5G网络安全架构,提出了5G网络无线接入安全需求,并以此为基础,提出了认证与授权、基于切片安全隔离技术、5G网络切片技术架构、5G网络切片自身安全技术、物理层安全保密通信技术等措施,并对这些技术措施的应用进行了介绍。[结果/结论]基于仿真实验数据的分析结果显示,认证与授权、基于切片安全隔离技术、5G网络切片技术架构、5G网络切片自身安全技术、物理层安全保密通信技术等措施的应用,可以有效地提高5G网络无线接入安全,降低网络被侵害的概率。     

基于零信任的5G网络切片安全研究

随着5G网络的广泛部署和网络切片技术的出现,安全问题逐渐成为5G网络建设中不可忽视的一部分。在5G网络中,传统基于边界的安全防护架构无法满足更高安全需求的挑战,而不再划分信任区域、持续验证的零信任架构逐渐得到认可。分析切片现有安全技术缺陷,结合软件定义安全边界的思想,设计了基于零信任的切片安全架构。在信任评估中引入基于服务质量参数的可信度量方法,从可用性、可靠性和实时性角度建立可信度量过程,为持续验证用户是否可信、提供细粒度的访问控制决策奠定了基础。试验结果初步验证了可信度量方法的可行性。所设计的零信任网络安全架构和可信度量方法对信息安全防御相关研究和工程技术人员具有借鉴意义。     

5G网络安全风险及防护技术研究

5G网络作为新一代通信网络技术,不仅具有高速率、低时延、低功耗以及泛在网等特点,而且可以实现万物互联,但是5G网络应用面临着多安全风险。为提高5G网络应用安全水平,从5G网络架构出发,分析了5G网络应用中常见的安全风险和安全防护技术,以期为5G网络的安全优质运行提供保障。     

5G 超密集网络虚拟化解决方案

密集部署传输节点,减少小区半径,获得更大的小区分裂增益是5G超密集网络实现容量提升目标的关键手 段。本文首先介绍了5G超密集网络的含义、典型覆盖场景和面临的挑战;其次,分析了5G虚拟化网络架构;最后介绍了5G移 动通信系统以用户为中心的虚拟化技术,重点介绍了小区虚拟化和终端虚拟化技术在解决移动性和干扰问题方面的优势。     

OpenFlow网络中虚拟网络分片的动态迁移

随着数据中心技术的发展和需要,以OpenFlow架构为代表的网络虚拟化相关技术得到了极大发展。本文对于虚拟网络分片中的迁移技术进行探讨,提出一种解决方案,通过对OpenFlow网络的虚拟化层FlowVisor的修改,完成虚拟网络分片的动态迁移,并保证在此过程中满足以下条件:1、必须是热迁移,对虚拟网络分片用户透明,2、具有安全性,保证在迁移过程中不会丢包。     

基于NFV的5G核心网组网技术研究

文章分析结合NFV云化的基础,构建5G技术体系下的核心网组网架构研究,阐述了 5G网络的实例化、非实例化网络架构.     

面向5G mMTC的网络切片安全研究

随着5G新业务、新架构、新技术的不断出现,其中的安全问题和潜在安全风险正受到越来越多研究人员的重视。海量机器类通信是5G三大应用场景之一,在提供“大连接、低功耗”等高性能的同时,由于MTC设备资源受限等,可能弱化5G网络的安全性。与此同时,不同场景和应用领域对网络性能、服务质量、安全等级均有较为明显的差异化需求。网络切片技术的引入,适应了5G组网的灵活性,满足了5G网络为用户提供服务的多样性、定制化,也带来了新的安全威胁。5G商用发展迅猛,物联网设备数量成指数倍增加。为确保5G网络提供更加高效安全的按需服务,针对5GmMTC应用场景,对网络切片安全机制和安全策略的研究尤为重要。因此,详细分析了5G mMTC具有的特点及安全需求,并列举分析了网络切片主要的安全威胁。结合上述安全需求和安全威胁,围绕特定网络切片认证、切片安全隔离、安全管理和编排等方面,总结并阐述了相关现有安全策略方案的贡献和不足,并对未来该领域的研究进行了展望。提出了一个基于SM2国密算法的5G mMTC网络切片二次认证与安全隔离模型。该模型框架通过引入批量认证和预认证机制,满足了5G机器类用户大规模认证的高效性;通过对不...     

5G技术在煤矿井下应用架构探讨

通过对比、分析5G非独立组网(NSA)和独立组网(SA)架构的网络部署及优缺点,结合煤矿井下4G"一网一站"已普遍应用的现状,提出了基于NSA的煤矿井下4G与5G融合网络架构,利用4G网络实现语音、调度功能,5G网络拓展其他智能化应用,以最大程度地减少投资。研究了煤矿井下5G网络传输方式,重点探讨了5G承载网的3种前传组网方案及适用场景:光纤直连方案适用于井下水泵房、变电所等场所的机器人巡检,虚拟现实(VR)/增强现实(AR)培训,无人值守工作面等场景;无源波分复用方案适用于井下网络部署简单、独立维护性强的场景;有源光传送网方案可灵活适应不同场景。探讨了智能巡检机器人、环境监测与安全防护、VR/AR智慧煤矿、井下车辆无人驾驶4种煤矿井下5G网络切片应用场景,分析了不同场景下5G组网架构的应用模式。     

内容中心网络安全技术研究综述

内容中心网络（Content Centric Networking,CCN）属于信息中心网络的一种,是未来互联网体系架构中极具前景的架构之一,已成为下一代互联网体系的研究热点。内容中心网络中的内容路由、内嵌缓存、接收端驱动传输等新特征,一方面提高了网络中的内容分发效率,另一方面也带来了新的安全挑战。本文在分析CCN工作原理的基础上,介绍了CCN的安全威胁、安全需求以及现有的解决方案,并展望了CCN安全技术研究的方向。首先,详细介绍了CCN的原理和工作流程,对比分析了CCN与TCP/IP网络的区别,并分析了CCN面临的安全威胁及需求。其次,对CCN中隐私保护、泛洪攻击、缓存污染、拥塞控制等技术的研究现状进行归纳、分析、总结,并分析了现有方案的优缺点及不足,进而分析可能的解决方案。最后,对CCN安全技术面临的挑战进行了分析与讨论,并展望了未来的研究方向及发展趋势。通过对已有研究工作进行总结与分析,本文提出了CCN安全技术潜在研究方向与关键问题,为CCN安全后续研究提供有益参考。     

星地融合5G网络架构增强技术研究

星地融合为5G网络带来更强的覆盖能力、更灵活的组网能力和更健壮的网络结构,使得5G网络真正可能实现万物互联,因此成为5G网络演进的重要方向。首先介绍了在后5G时代支持星地融合的必要性,然后从网络架构和技术标准的角度分析了当前星地融合5G网络的发展阶段和技术现状。基于技术现状,分析星地融合5G网络在系统架构演进方面面临的问题,并给出架构增强技术方案。     

5G网络切片安全研究

在科学技术日益进步和社会经济快速发展的背景下,人们对网络安全提出了更严格的要求。基于此,阐述了网络切片技术的含义,分析了5G网络切片技术的安全架构,介绍了5G网络切片安全应用的必要性,深入研究了5G网络切片技术的各部分需求,提出了保证5G网络切片安全开展的措施,旨在为相关人士提供参考建议,进一步推动我国通信事业的蓬勃发展。     

基于分层强化学习框架的6G确定性网络技术研究

随着远程医疗、智慧工厂等时延敏感类业务的发展,对移动确定性网络的需求不断提高。3GPP R16版本提出5G协同TSN的5G TSC网络架构,实现了移动网络的确定性服务。然而,5G TSC网络架构依然面临许多技术问题：不支持联合业务调度、不支持广域网长距离传输、不支持应用协同等。因此,梳理3GPP支持移动确定性网络的推进过程,明确问题存在的原因,并面向6G网络给出基于人工智能算法的解决方案。     

面向SDN网络的QoS优化解决方案综述

SDN是一种蓬勃发展的新型网络体系结构,复杂的网络业务流量组成对多样QoS的需求给SDN网络路由造成了巨大挑战.为了解决SDN的QoS优化问题,学术界与工业界在SDN诞生之初进行了深入研究,提出了很多建设性的解决方案.通过深入调研,介绍SDN的基本架构,汇总并对比主流量的SDN控制器;分析SDN控制器中集成的QoS相关模块和参数;分析并归纳目前比较有影响且具有创新性的QoS优化方案;提出目前SDN网络QoS优化方案尚未解决的问题和在大规模数据中心网络、5 G移动网络等新型SDN网络场景中的发展趋势.     

基于5G的电力无线网络管理系统架构研究

随着5G网络技术的不断发展和成熟,各行业领域都在积极探索5G赋能行业的新方式,“电力+5G”也在该时代背景下不断地深入应用和融合发展。面对智能电网5G场景逐步复杂多样,基站、终端部署规模飞速增长,给无线公网网络、终端以及号码的资源管理以及网络数据的采集带来了巨大的挑战。文章依托网络切片技术为基础,提出了一种电力无线网络管理系统架构和网络管理系统数据采集方案,旨在解决5G电力网络资源缺失管理、资源能力控制不足等问题。文章结合理论和实际应用情况就行分析研究,对推动5G赋能智能电网的发展有着重要意义。     

5G超密集网络的认证方案综述

随着移动数据流量的增长,超密集网络成为5G研究和应用最广泛的技术之一,目前主要应用于地铁、购物中心、体育场馆、校园和办公室等热点地区。超密集网络虽然满足了5G的高数据流量的需求,但接入点的大量部署可能会导致移动用户频繁的认证切换,并伴随着服务延迟或中断以及信息泄露和黑客攻击等诸多安全问题。因此,安全高效的超密集网络认证方案成为学术界研究和探索的新热点。文章回顾了5G超密集网络的体系架构与发展,总结了5G超密集网络认证方案的最新发现并提出未来的研究方向。     

从4G通信技术发展看5G

全球移动用户数量的增加以及用户对速度和通信质量要求的提高,直接促进了通信技术的飞速发展。追溯4G通信系统的兴起,通过对5G技术和当前新型网络架构的总结分析,预估未来5G网络的发展方向。虽然目前业界对5G的候选技术仍有争议,但总体来看,5G的未来机遇大于挑战,具有巨大的发展前景,同时,4G的日趋成熟也会为5G的发展奠定良好的基础。     

5G网络切片在车路协同系统中的应用研究

5G低时延高可靠的网络切片在车联网行业得到广泛关注,车路协同各场景的发展演进也体现了5G应用正逐步深化。从5G灵活的网络定制能力入手,分析了车路协同发展过程以及各业务场景对网络性能的需求,并基于典型的车路协同系统架构,论述车联网业务的5G网络切片实现流程,涵盖了切片创建、切片资源调度和切片安全保障等主要内容。     

5G网络安全架构与风险点研究

本文首先对5G网络安全架构进行了探讨,结合5G网络终端侧、基站侧、核心侧的安全风险以及部分5G空口协议缺陷进行研究梳理,最后针对部分风险点提出了对策和建议。     

软件定义网络数据平面安全综述

软件定义网络将数据平面与控制平面解耦,旨在更快地引入网络创新,并从根本上实现大型网络的自动化管理。架构创新带来了挑战与机遇,安全问题限制了软件定义网络的广泛采用。针对数据平面的攻击可能会损毁整个软件定义网络,首先介绍了数据平面结构与发展趋势;然后分析了数据平面安全风险,指出漏洞,确定潜在的攻击场景,并给出2种具体解决方案,讨论其意义与局限性;最后展望未来的安全研究方向。