單亞軍 劉藍(lán)田 傅冬

4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)簡(jiǎn)析

單亞軍 劉藍(lán)田 傅冬

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所，江蘇 南京 210001

4G通信技術(shù)的高速發(fā)展，給人們的工作、生活等各方面都帶來(lái)了極大的便利。4G通信技術(shù)用時(shí)之短、時(shí)間之快，極大地提高了我國(guó)通信的傳輸速率，促使我國(guó)網(wǎng)絡(luò)更加開放。然而在4G通信技術(shù)高速發(fā)展的同時(shí)，其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全問題不容忽視，現(xiàn)已成為通信技術(shù)研究領(lǐng)域的重要課題。

4G通信技術(shù)；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；安全防護(hù)

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的背景下，4G通信技術(shù)也呈現(xiàn)了迅猛的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的整體提升起到了巨大的推動(dòng)作用[1]。然而在4G通信技術(shù)高速發(fā)展的同時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全問題卻日益突出，特別是現(xiàn)如今無(wú)線技術(shù)的高速發(fā)展與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)發(fā)展、互相融合的前提下，更增加了4G通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的安全性問題，使其安全性變得更加復(fù)雜。怎樣進(jìn)一步提升4G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全，成為相關(guān)工作者研究的重要課題[2]。以下，筆者就4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)相關(guān)問題進(jìn)行分析研究，以供參考。

1 4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信方式

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，4G通信技術(shù)也獲得了極大的發(fā)展，在其結(jié)構(gòu)體系中呈現(xiàn)出多網(wǎng)融合的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。用戶使用過(guò)程中不會(huì)受到任何限制，相應(yīng)的認(rèn)證以及安全切換的要求則更高。處于快速移動(dòng)的環(huán)境中，4G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸依然可以達(dá)到2～100?Mbit/s以上，確保了移動(dòng)工作站的性能。相較于3G，4G的IP核心網(wǎng)取代蜂窩網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了分組交換架構(gòu)的轉(zhuǎn)變，逐漸演化為分組交換架構(gòu)前提下的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)[3]。

LTE技術(shù)的時(shí)分雙工技術(shù)即TD-LTE，并演進(jìn)為后來(lái)的TD-SCDMA技術(shù)，在此過(guò)程中沿用了TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)。

不對(duì)稱頻率時(shí)分雙工方式為TD-LTE技術(shù)所采用，而且這種技術(shù)由我國(guó)自行研發(fā)。與過(guò)去通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比較，對(duì)物理層傳輸技術(shù)進(jìn)行了很好的優(yōu)化，大大提升了傳輸效果。

TDD技術(shù)是TD-LTE應(yīng)用最多的技術(shù)?；赥DD模式，通過(guò)調(diào)度把發(fā)送以及接收的信號(hào)進(jìn)行同一載波調(diào)度，合理區(qū)分其時(shí)段，更好地利用頻譜資源。

正交頻分復(fù)用調(diào)制編碼是TD-LTE應(yīng)用廣泛的技術(shù)，能夠?qū)诡l率選擇性窄帶以及其衰落形成的干擾，使單位頻譜能夠更快速地傳輸。正交頻分復(fù)用調(diào)制編碼使信道在頻段內(nèi)進(jìn)行了很多正交子信道的劃分。通過(guò)載波調(diào)整各信道，傳輸通過(guò)子載波進(jìn)行，由此能夠更好地清除信號(hào)傳輸范圍中的干擾。

多輸入輸出技術(shù)為TD-LTE所普遍采用?；诜至⑹蕉嗵炀€，通過(guò)天線的多接收與多發(fā)射對(duì)空間進(jìn)行分集，可以對(duì)通信鏈路進(jìn)行不同子信道分解，不斷提高通信容量。

在寬帶傳輸過(guò)程中編碼技術(shù)、載波聚合技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)以及重傳技術(shù)等是TD-LTE所普遍使用的。

2 4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在的安全問題

安全問題對(duì)第四代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)影響非常大，給人們?cè)斐闪撕艽蟮睦_。這些安全問題主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

2.1 無(wú)線或有線鏈路上存在的安全問題

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的背景下，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及internet技術(shù)獲得了極大的發(fā)展。這些使得4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加復(fù)雜，使得有線鏈路以及無(wú)線鏈路受到的威脅更大。具體有以下幾種表現(xiàn)：（1）一些破壞分子會(huì)竊聽或惡意修改鏈路上的數(shù)據(jù)，引發(fā)安全問題。（2）因無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同而引發(fā)差錯(cuò)。（3）使運(yùn)營(yíng)商出現(xiàn)更多的欺詐行為。用戶本來(lái)利用的服務(wù)性網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接入費(fèi)問題。（4）在子網(wǎng)內(nèi)發(fā)生無(wú)線終端的移動(dòng)。

2.2 移動(dòng)終端存在的安全問題

用戶的使用與4G移動(dòng)終端存在非常密切的聯(lián)系。計(jì)算機(jī)以及相應(yīng)的儲(chǔ)存設(shè)備功能逐漸增大，造成惡意程序不斷變多，破壞程度逐漸加大，使移動(dòng)終端變得更加脆弱。移動(dòng)終端時(shí)常會(huì)受到一些病毒的侵?jǐn)_，引發(fā)各種安全問題。

2.3 網(wǎng)絡(luò)實(shí)體上存在的安全問題

認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的問題，主要涉及核心網(wǎng)和接入網(wǎng)等實(shí)體以及認(rèn)證服務(wù)和AP等無(wú)線LAD的實(shí)體。主要的安全問題表現(xiàn)在：（1）破壞者偽裝身份，利用合法用戶身份使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。（2）受帶寬以及信道數(shù)量的影響給無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入造成很大影響，所以其安全問題會(huì)受到很多類型的攻擊。（3）用戶使用網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中，會(huì)被破壞者利用空中接口跟蹤，進(jìn)而導(dǎo)致信息泄露。（4）用戶對(duì)自己使用的資源以及服務(wù)不認(rèn)同。

3 4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信措施

3.1 構(gòu)建4G通信安全模型

構(gòu)建4G通信系統(tǒng)安全結(jié)構(gòu)模型，發(fā)現(xiàn)通信過(guò)程中存在的各種安全問題。找到這些安全問題的解決方法，就能直觀地展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中的安全問題。遇有安全問題時(shí)，也能夠通過(guò)相應(yīng)方案予以解決。

3.2 更新密碼體制

更新與變革當(dāng)前的密碼體制，讓密碼體制能夠更好地符合現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)通信。4G通信中，存在很多不同類別的服務(wù)。因此，改變當(dāng)前的密碼體制，并創(chuàng)新認(rèn)證體系，可以進(jìn)一步提升4G通信的安全性。

3.3 安全體系透明化

進(jìn)一步透明化以及清晰化4G通信系統(tǒng)安全體系。今后4G通信中，應(yīng)設(shè)置安全核心的單獨(dú)設(shè)備，可以獨(dú)立識(shí)別和加密網(wǎng)絡(luò)終端。相關(guān)工作人員必須充分了解4G通信安全體系，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)解決問題，確保網(wǎng)絡(luò)的安全。

3.4 應(yīng)用先進(jìn)的密碼技術(shù)

應(yīng)將先進(jìn)的密碼技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全中。當(dāng)前科技水平正在日益提升，且終端數(shù)據(jù)處理能力也不斷提高，所以應(yīng)將現(xiàn)代先進(jìn)的密碼技術(shù)應(yīng)用于4G網(wǎng)絡(luò)通信中，降低惡意破壞對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性造成的影響，提高安全性。

3.5 用戶自主設(shè)定網(wǎng)絡(luò)安全密碼

利用4G網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)，用戶可以自主設(shè)定安全密碼，調(diào)整密碼安全級(jí)別，為網(wǎng)絡(luò)通信安全提供保障，同時(shí)也能進(jìn)一步提升用戶網(wǎng)絡(luò)通信的安全意識(shí)。

3.6 提高4G通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的契合度

為了提升4G通信網(wǎng)絡(luò)的安全性，應(yīng)更好地提高互聯(lián)網(wǎng)與4G網(wǎng)絡(luò)的契合度，提升系統(tǒng)的安全性。4G網(wǎng)絡(luò)的安全性問題不僅包括移動(dòng)網(wǎng)方面，而且包含固網(wǎng)方面。在安全概念上，固網(wǎng)與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)非常類似。所以，當(dāng)固網(wǎng)出現(xiàn)類似的安全問題時(shí)，也可根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全問題的處理方法進(jìn)行解決，從而最大限度確保網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，給人們的使用帶來(lái)了極大的便利，使用性能越來(lái)越高，而且自由靈活，安裝方便，非常經(jīng)濟(jì)；但是如果受到破壞分子的惡意破壞，則安全性問題將會(huì)更加突出。為了進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的安全性，應(yīng)采用有效的安全防范措施，而且應(yīng)跟蹤潛在的安全威脅，并采取有效的應(yīng)對(duì)措施。只有不斷研究與創(chuàng)新新技術(shù)，提升網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的防護(hù)水平，才能進(jìn)一步增強(qiáng)4G網(wǎng)絡(luò)的安全性，促進(jìn)4G網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展。

[1]張揚(yáng). 基于4G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全問題及對(duì)策研究[J]. 激光雜志，2016（10）：148-149.

[2]郭騰飛. 基于4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信分析[J]. 信息通信，2015（5）：233.

[3]周子超. 基于4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全通信研究[J]. 信息通信，2016（9）：274-275.

Analysis of Wireless Network Security Protection of 4G Communication Technology

Shan Yajun Liu Lantian Fu Dong

The 28th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Jiangsu Nanjing 210001

The rapid development of 4G communication technology has brought great convenience to people’s work and life. 4G communication technology is short in use and fast in time, which greatly improves transmission rate of communication in China, and promotes the more open network in China. However, while its rapid development, its wireless network security issues cannot be ignored. It has become an important topic in the field of communication technology research.

4G communication technology; wireless network; security protection

TN929.53

A