4G網(wǎng)絡(luò)安全接入分析

劉勇

【摘要】 因特網(wǎng)與移動(dòng)通信相互促進(jìn)，已經(jīng)成為最具有發(fā)展前景的網(wǎng)絡(luò)通信。但是由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求，4G通信應(yīng)運(yùn)而生。為了提供更好的服務(wù)質(zhì)量，加強(qiáng)4G網(wǎng)絡(luò)接入安全具有舉足輕重的地位。

【關(guān)鍵字】 4G通信網(wǎng)絡(luò) 通信安全

一、移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展概述

1G通信作為最早的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其由模擬蜂窩通信和頻分多址技術(shù)組成。主要缺點(diǎn)在于由于技術(shù)的局限性，無(wú)法進(jìn)行移動(dòng)數(shù)據(jù)的連接，且通話質(zhì)量較低，通話范圍受到局限性，不能實(shí)現(xiàn)漫游通話。

2G通信系統(tǒng)由時(shí)分多址和碼分多址組成其關(guān)鍵技術(shù)，在1G的基礎(chǔ)之上具有了移動(dòng)數(shù)據(jù)連接的功能，通話質(zhì)量有所提高，對(duì)外界干擾也具有一定的屏蔽能力。但是2G在安全方面仍然存在一些問(wèn)題，主要是在驗(yàn)證基站的安全性時(shí)，不能夠?qū)镜陌踩赃M(jìn)行鑒別，無(wú)法保障用戶數(shù)據(jù)安全。

3G系統(tǒng)提供了更為快速高效的移動(dòng)數(shù)據(jù)連接，并且這種技術(shù)已經(jīng)被廣泛的覆蓋了全球，能夠?qū)Χ喾N數(shù)據(jù)格式進(jìn)行有效地處理。但是其對(duì)視頻的處理仍然存在一切缺陷，全球范圍對(duì)通信標(biāo)準(zhǔn)也沒(méi)有規(guī)范惡統(tǒng)一規(guī)定，很難在多種通信標(biāo)準(zhǔn)之間進(jìn)行通信。

最新的4G通信系統(tǒng)無(wú)論對(duì)數(shù)據(jù)的處理還是視頻的處理，有更加明顯的提升。在數(shù)據(jù)傳輸方面，高峰值能夠達(dá)到10Mbps甚至是20Mbps，從移動(dòng)用戶的角度而言，其傳輸速率完全能夠滿足需求。除此之外，4G技術(shù)具有更好的兼容能力，能夠與其他通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)作，從而獲得更好的用戶使用體驗(yàn)。但是由于4G移動(dòng)通信肩負(fù)了用戶更多的隱私，需要根據(jù)其特性建立更高的安全機(jī)制。

二、4G安全接入概述

4G安全接入可以通過(guò)多種措施進(jìn)行保障，其主要包含：

保障用戶信息安全。移動(dòng)終端由于大多數(shù)情況下是放置在用戶附近，因此極易產(chǎn)生根據(jù)定位移動(dòng)終端而發(fā)現(xiàn)用戶位置的情況。因此4G通信中，需要對(duì)用戶位置進(jìn)行加密，讓非法跟蹤者不能根據(jù)用戶的信息發(fā)生地點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)追蹤，從而保障用戶的安全。

雙方認(rèn)證。雙方認(rèn)證中主要包括對(duì)用戶身份的認(rèn)證和網(wǎng)絡(luò)的安全性認(rèn)證，主要是服務(wù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶的認(rèn)證。在雙方認(rèn)證機(jī)制中，密鑰機(jī)制和本地認(rèn)證機(jī)制是最為有效的認(rèn)證方式，使用者能夠?qū)N發(fā)送認(rèn)證消息，AN也能夠通過(guò)歷時(shí)密鑰中建立密鑰實(shí)現(xiàn)認(rèn)證。

數(shù)據(jù)完整性。數(shù)據(jù)完整性中，數(shù)據(jù)所指是加密算法和使用者的數(shù)據(jù)信息和操作信息，以便在服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)后完整的實(shí)現(xiàn)操作，并且對(duì)其中的數(shù)據(jù)驗(yàn)證是否被非法篡改。

移動(dòng)終端安全認(rèn)證。移動(dòng)終端編號(hào)需要在SN認(rèn)證后才可以傳送數(shù)據(jù)，但是在緊急情況下除外。

三、4G安全接入技術(shù)

3.1 4G網(wǎng)絡(luò)安全接入需求

4G網(wǎng)絡(luò)面臨著方方面面的安全威脅，在所有的安全威脅中，一下三個(gè)方面對(duì)4G用戶或者服務(wù)器的安全威脅所產(chǎn)生的影響最大：

用戶權(quán)限范圍。需要對(duì)移動(dòng)終端的用戶進(jìn)行身份確認(rèn)，從而分配合理的權(quán)限范圍，同理，對(duì)移動(dòng)終端的訪問(wèn)權(quán)限和操作權(quán)限也進(jìn)行規(guī)范的劃分，避免訪問(wèn)或者篡改機(jī)密數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，也需要對(duì)移動(dòng)終端的合法性和其屬性進(jìn)行確認(rèn)，避免有非法的配置信息。移動(dòng)終端直接及移動(dòng)終端與服務(wù)器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行可信鑒定。由于不單單移動(dòng)終端或者用戶會(huì)偽裝為合法用戶，在用戶或者移動(dòng)終端使用公共設(shè)備時(shí)，公共設(shè)備也會(huì)偽裝為合法服務(wù)器，從而盜取用戶數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)和接口。接入網(wǎng)、移動(dòng)通信設(shè)備等，為了對(duì)本身的安全性和對(duì)方的安全性進(jìn)行核實(shí)，因此需要實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證的雙向性。用戶通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸室，也需要對(duì)用戶信息和傳送的密鑰的完整性進(jìn)行驗(yàn)證。在服務(wù)器端，對(duì)移動(dòng)終端處的用戶身份進(jìn)行加密，避免通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)非法盜取用戶身份，進(jìn)而對(duì)用戶位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，與此同時(shí)，還需要對(duì)接口的建立合理的監(jiān)控機(jī)制，以便執(zhí)法機(jī)構(gòu)能夠?qū)ο右扇诉M(jìn)行定位和涉嫌違法活動(dòng)的通話內(nèi)容的監(jiān)管。

3.2 4G網(wǎng)絡(luò)安全接入的技術(shù)現(xiàn)狀

與3G通信系統(tǒng)相比，4G網(wǎng)絡(luò)能夠提供更高的服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)，也需要對(duì)其能量損耗進(jìn)行估量，在避免非法者對(duì)用戶進(jìn)行跟蹤時(shí)，也要為執(zhí)法機(jī)關(guān)建立便捷使用的監(jiān)聽(tīng)接口。4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)巨大便利，卻也對(duì)非法盜取用戶信息和詐騙等，提供了一定的條件。為了提高4G網(wǎng)絡(luò)接入的安全性，主要可以通過(guò)兩個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一個(gè)是對(duì)4G等同于2G和3G來(lái)處理，對(duì)現(xiàn)有的安全框架進(jìn)行修改，使之能夠應(yīng)用于4G網(wǎng)絡(luò)中。第二個(gè)是，將4G視為全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，不著重考慮其通信技術(shù)和接口，甚至是結(jié)構(gòu)，而是重點(diǎn)放在建立動(dòng)態(tài)配置和自適應(yīng)的安全體制。

在近幾年的研究成果中，主要針對(duì)IEEE 802.16m進(jìn)行修改和重新定義，對(duì)物理層和其他層次之間的通信進(jìn)行完善，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更佳的安全性能，也對(duì)已有的移動(dòng)通信技術(shù)提供了更好的兼容性。

除此之外，PKMv3認(rèn)證狀態(tài)機(jī)、LTE RAN 、3GPP SAE等的變更也能夠4G的完善提供一定的幫助。

四、總結(jié)

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷國(guó)翻天覆地的變化，移動(dòng)通信作為支持移動(dòng)終端通信的主流技術(shù)，更是在經(jīng)歷了1G、2G和3G后，迎來(lái)了具有更高通信質(zhì)量、數(shù)據(jù)傳輸速度的4G時(shí)代。然而4G網(wǎng)絡(luò)也面臨著巨大的安全問(wèn)題，需要得到更高的重視與更加全面的安全技術(shù)，同時(shí)為了提供更好的服務(wù)質(zhì)量，也需要對(duì)通信方式和其安全機(jī)制進(jìn)行變革，才能夠建立更加完善的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

參 考 文 獻(xiàn)

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