应鸿晖
【摘要】 5G技术逐渐部署到商用领域，能够促进数字化转型发展，加快信息基础设施更新升级。5G技术可以实现万物互联，安全风险与挑战较多。5G技术借助多种信息技术，全面满足业务场景需求，成为新一代信息技术革新。
【关键词】 5G新技术 安全挑战 应对措施
5G技术属于新型信息通信技术，能够作为万物互联基础。5G网络具备低时延性、高带宽性特点，可以加强各行业信息化能力。促进5G发展，可以扩大技术应用领域，影响社会、政治、经济发展。为了满足5G万物互联、移动互联业务需求，将新型技术应用到核心网与接入网中，创新技术应用，改革网络架构。相比于4G技术，5G网络框架也包含上层应用、核心网、接入网，如图所示。在5G技术体系中，涉及到云计算技术、网络功能虚拟化技术、边缘计算技术、软件定义网络等，因此可以重构传统网络架构，业务配置功能的灵活性与便捷性高。此外，引入新技术后，带来较多安全风险和隐患。
一、网络功能虚拟化/软件定义网络安全需求与策略
对于传统网络设备，以网络功能、硬件设备为专用网元。在5G网络架构中，应用网络功能虚拟化，可以通過虚拟化技术、硬件平台，重构运营商网络。按照实际需求，自动部署和配置业务，隔离故障，使网络设备成本开销降低，同时缩短运营业务迭代周期。
软件定义网络转变了IP网络架构与配置方式，按照业务需求进行部署。当业务变更后，将会改变网络需求，需要对路由器、交换机、防火墙设备进行重配。由于分布式协议具备复杂性，且设备差异明显，会加剧运营维护难度，相应加大维护成本。软件定义网络架构，引入控制器，可以分离网络的平面控制与转发。控制器内的软件算法，可以代替分布式协议。控制器接口开放，能够屏蔽协议配置细节，降低网络复杂度，确保网络开放度。结合网络功能虚拟化、软件定义网络，可以实现自动化网络运维。利用控制平面管控、虚拟网络资源管理，能够建立软件定义数据中心。但是，应用网络功能虚拟化、软件定义网络后，导致网络物理边界模糊，按照虚拟机迁移状态，实现虚拟安全域。
因此，网络功能虚拟化、软件定义网络的安全风险如下：第一，上层编排管控系统集中，攻击几率高。当不法分子控制网络编排管理系统，对网络功能虚拟化系统运行影响非常大。第二，共享底层资源，当虚拟网络遭受攻击，会影响其他网络。由于网络资源、底层计算与存储共享，加大安全隔离难度。第三，应用开源社区、第三方软件，致使安全漏洞比较多。
对于网络功能虚拟化、软件定义网络架构的安全风险，在部署网络时，注重以下要素：第一，对于上层控制系统集中风险，首先要确保编排器实体安全认证，建立控制器审计控制，保证用户的合法性。对于控制层，必须确保软件定义网络控制器、底层交换设备数据，实现保密传输。第二，对于网络功能虚拟化威胁，利用软件包实例化，检验软件包的完整性，同时保护网络功能虚拟化敏感数据，加大权限管理力度。对于不同用户数据业务，应当确保隔离效果。第三，网络功能虚拟化应用开源框架、代码、第三方软件，对于漏洞测试与审计的依赖度强，同时对漏洞动向跟踪较为依赖，当发生安全威胁时，采用科学保护措施。
二、移动边缘计算安全需求与应对策略
在5G技术中，多接入边缘技术重要，借助无线接入网侧的数据存储与分析能力，使业务交付时延性降低，以此加强业务分发与传送能力，使网络运营效率提升，加强用户体验度，全面满足5G的应用场景需求。
移动边缘计算，可以将网络业务能力、运算能力下沉至用户RAN侧，相比于大数据中心，其为用户提供的保护级别比较低。边缘网络设备计算能力、物理存储能力线直达，无法确保安全防护效果，数据备份与恢复、安全设计能力不足。当边缘遭受攻击，不仅会影响业务功能、数据隐私，还会丢失用户权限，导致核心网络遭受攻击，导致核心网数据丢失。所以，在设计边缘计算平台与应用时，应当深入考虑边缘计算安全，联合移动边缘计算系统框架，其安全风险问题如下：第一，基础设施安全。移动边缘计算设施，多位于无线基站边缘，极易遭受攻击影响，还会缩短攻击者、边缘计算节点距离，致使移动边缘计算平台与应用环境不安全。攻击者采用近距离接触方式，能够对物理服务器输入输出口进行访问，加剧物理设备破坏，还会出现数据丢失风险。第二，平台与应用安全：移动边缘计算平台，在虚拟化架构上，属于应用功能集合，涉及到虚拟化管理、功能组件等。通过虚拟化管理功能，可以灵活组织和配置虚拟化资源，同时为应用层提供运行环境。对于移动边缘计算平台，功能组件利用开放应用程序接口，可以提供无线网络服务、代理服务器配置、位置服务等，确保上层业务和网络的融合度。由于平台具备开放性特点，攻击者会获取移动边缘计算，从而篡改、拦截、攻击传输数据。如果平台和应用采用外部部署法，也会受到安全攻击。5G技术应用，需要借助边缘云部署的第三方应用，在第三方部署应用，由于审查规范缺失，会引入边缘计算应用，从而消耗主机资源。通过网络能力开放接口，对无线资源配置进行修改，同时会受到应用资源攻击。第三，用户设备安全，如果移动边缘计算设备被控制，不仅会泄漏用户隐私数据，还会窃取用户身份信息，将虚假信息发送至边缘用户。
三、网络切片与安全需求
5G网络切片，基于无线接入网、承载网、核心网，按照网络功能虚拟化技术，建立多业务逻辑网络。网络运营商应当立足业务需求，共享底层网络资源。采用安全隔离、智能调度、能力开放等手段，对5G网络切片进行隔离，提供端-端网络服务。5G网络切片特点如下：第一，网络功能定制化：5G切片应用网络功能虚拟化技术，可以灵活定制网络功能，与不同行业需求、应用场景适配。第二，资源动态分配：切片网络结束后，用户可以向其他切片释放网络资源，动态分配网络资源，实现灵活化调整，全面提升网络资源利用率。第三，资源隔离。5G切片应用安全隔离技术，可以建立安全资源通道，隔离不同切片网络资源、私有数据，提升网络可靠性。
由于网络切片具备开放性特点，因此会遇到安全挑战，具体如下：第一，认证与鉴权：缺乏完善的网络认证与鉴权机制，存在非法登录行为，泄漏敏感信息，产生安全攻击行为。非法访问非归属切片，对用户接入、业务运营造成影响。保证切片认证安全，将其分配至签约用户。采用会话机制，详细登录用户信息，避免非法访问。第二，加强网络功能虚拟化安全保障：在网络切片中，网络功能虚拟化属于重要技术。在5G虚拟化网络中，网络管理与编排系统，应当管理网元。编排器按照业务功能需求，建立和更新虚拟化网络功能，此时就会遭受安全威胁。在管理虚拟包时，出现非法篡改与拦截，对正常业务运行影响较大。在部署网络功能虚拟化后，可以获取实例状态、使用情况。当更新和终止网络功能虚拟化时，会出现非法请求，影响网元更新，对业務操作影响非常大。因此在部署网络切片时，应当保证生命周期安全，检验虚拟包和镜像完整性，控制权限访问，防止出现非法访问。第三，切片间隔离与传输安全：网络切片功能，要求不同切片的签约数据、网络策略、用户均不同，不同切片应当做好隔离。当网络切片隔离不佳时，不法分子通过攻击切片，获取其他切片资源。1个用户采用多个切片访问业务时，应当深入分析网络切片安全隔离问题，确保不同切片均具备安全策略，维护切片安全隔离。对于不同网络切片通信，应当密切关注切片接口传输安全、访问权限、服务安全。当无法保障切片间通信时，不法分子劫持用户切片接口，获取其他访问权限，严重影响服务安全。为了维护网络切片通信安全，应当双向认证切片网络虚拟化通信，利用白名单方式，科学控制访问权限。切片间通信多应用安全传输层协议，全面维护传输过程安全性。针对关键业务逻辑接口，应当设置访问频率控制，避免拒绝服务攻击，维护切片安全服务。
四、结束语
综上所述，5G技术联合虚拟化技术、云计算技术、边缘计算技术，可以有效应对业务场景需求。引入5G技术后，可以重构技术框架，导致5G技术面临安全挑战。在此次研究中，基于网络功能虚拟化、软件定义网络、移动边缘计算、网络切片的安全需求，提出科学化应对策略。应用5G技术处于商用部署阶段，技术应用还需进一步研究和试验，由于缺乏5G网络应用标准与安全准则，因此必须深入探索安全技术与标准，保障5G网络商用发展。
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