5G 無線通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全探析

劉闖

（大慶油田設(shè)計院有限公司，黑龍江 大慶 163000）

現(xiàn)如今，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，各類信息技術(shù)及相關(guān)的科技也在不斷進步。如今，5G 無線通信技術(shù)漸漸取代了原有的3G 以及4G 網(wǎng)絡(luò)，5G 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率及熱點容量相對較高，且相比3G 與4G 網(wǎng)絡(luò)能源消耗更低，更符合可持續(xù)發(fā)展的綠色環(huán)保需求，且5G 網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性極強，在社會層面上獲得了廣泛認可。如今，5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用范圍持續(xù)擴大，為了使5G 無線通信技術(shù)能夠持續(xù)穩(wěn)定地為人們帶來更好的服務(wù)，有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)考慮5G 通信網(wǎng)絡(luò)下的網(wǎng)絡(luò)安全問題。

1 5G 無線通信技術(shù)的類型

1.1 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)能夠有效降低在5G 無線通信網(wǎng)絡(luò)下高速傳播信息的成本，可以利用C-RAN 架構(gòu)，完成遠端天線以及中心信號節(jié)點之間的信息傳輸，能夠在極短時間內(nèi)完成無線接入，可以實現(xiàn)低成本下的大范圍目標覆蓋。使用新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)搭建的5G 無線通信網(wǎng)絡(luò)，還可以抵御外界環(huán)境對信號傳輸效率的干擾，能夠建立智能化組網(wǎng)，滿足綠色環(huán)保的需求。

1.2 D2D 技術(shù)

D2D 的技術(shù)的優(yōu)勢在于，使用D2D 的技術(shù)進行終端直接通信時，不需要基站輔助，只要當前信號相對穩(wěn)定，便可以直接找到對應(yīng)且適合的信號完成通信。通常使用D2D 的技術(shù)時，需要將其密集的架設(shè)在專用網(wǎng)絡(luò)中繼站之內(nèi)，也可以降低網(wǎng)絡(luò)擁堵的可能性。一旦在信號傳輸或終端通信時出現(xiàn)擁塞，BS 可以在短時間內(nèi)，將波速的方向利用LOS 鏈接快速傳輸至中繼站內(nèi)部，并直達目標終端。在應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)不同性能指標，選取對應(yīng)的中繼站以及路由方案，在使用網(wǎng)絡(luò)拓展技術(shù)時，要保障能快速完成相關(guān)數(shù)據(jù)信息的傳輸，并掩蓋數(shù)據(jù)延遲傳輸速度，從而提高通信網(wǎng)絡(luò)運行的效率及其安全、可靠性。

1.3 多天線傳輸技術(shù)

5G 網(wǎng)絡(luò)搭建時，多天線傳輸技術(shù)較為常用，但此時長期開發(fā)頻譜需要消耗大量的能源，這會在一定程度上導(dǎo)致5G 無線通信技術(shù)失去其低能耗的優(yōu)勢，甚至有可能會存在資源過度消費等問題，限制了5G 無線通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。當前，在應(yīng)用5G 無線通信技術(shù)時，需使用LSAL技術(shù)建立矩陣，降低外界對網(wǎng)絡(luò)安全的干擾，從而解決頻譜資源稀缺的問題。在LSAL 技術(shù)建立的矩陣下，可以優(yōu)化頻譜的分配，進而提升頻譜效率。除此以外，LSAL 技術(shù)還可以有效地劃分空間地位功用區(qū)，可以使多個終端在同一空間內(nèi)享受服務(wù)。

1.4 高頻傳輸技術(shù)

在實際應(yīng)用過程中，高頻傳輸技術(shù)主要用于解決長期開發(fā)頻譜面臨的資源短缺問題。該技術(shù)可以將5G 無線通信技術(shù)中使用的資源量控制在一定范圍內(nèi)，同時借助毫米波技術(shù)，緩解在通信網(wǎng)絡(luò)下的頻譜網(wǎng)絡(luò)堵塞等問題，進一步提高網(wǎng)絡(luò)信息傳輸效率，也能夠促進5G 無線通信技術(shù)的發(fā)展。通常，在傳統(tǒng)的通信技術(shù)中，主要應(yīng)用的頻段在30kHz ～6GHz，要想提高5G 無線通信技術(shù)的效率，便需要在此基礎(chǔ)上進一步提高高頻段資源的有效利用率。利用毫米波技術(shù)，解決頻譜及網(wǎng)絡(luò)擁擠等問題，促進5G 無線通信技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。

2 5G 無線通信技術(shù)在應(yīng)用中面臨的網(wǎng)絡(luò)安全問題

2.1 數(shù)據(jù)交互問題

5G 無線通信技術(shù)能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，提供高效的數(shù)據(jù)信息交互服務(wù)。在原有通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，5G 無線網(wǎng)絡(luò)下的Internet 交互通信范圍更大，Web 交互更穩(wěn)定。相對的，這一特征也會使無線通信面臨相對復(fù)雜的交互環(huán)境。在大量數(shù)據(jù)同時交互過程中，接入網(wǎng)及核心網(wǎng)信令之間的交互極為頻繁，這為不法分子入侵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了可乘之機。在大量數(shù)據(jù)信息頻繁交互的過程中，網(wǎng)絡(luò)的安全防護能力較弱，此時，以病毒或黑客技術(shù)，攻擊無線通信網(wǎng)絡(luò)的成功率極高，不法分子便可以從中獲利。

2.2 網(wǎng)絡(luò)安全問題

5G 無線通信技術(shù)的交融網(wǎng)絡(luò)為相對初級的IP 網(wǎng)絡(luò)以及5G 無線通信技術(shù)。在這類交融網(wǎng)絡(luò)下，系統(tǒng)在運行時常出現(xiàn)延遲問題，很難支持多個系統(tǒng)在同一時間、同一網(wǎng)絡(luò)下的共同運轉(zhuǎn)。這時，在使用5G 無線通信技術(shù)時，其網(wǎng)絡(luò)鏈接地址可能會被不法分子篡改，此時，各終端用戶的信息便會存在泄露風(fēng)險。因此，在使用5G 無線通信技術(shù)時，要考慮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全性。若工作人員難以找到切實、有效的方法解決此類網(wǎng)絡(luò)安全問題，便會導(dǎo)致5G 無線通信技術(shù)的穩(wěn)定性、安全性大幅度下降，網(wǎng)絡(luò)功能難以得到穩(wěn)定保障，部分特質(zhì)或特定設(shè)備無法優(yōu)化。這時，需定制各網(wǎng)絡(luò)部件，并盡可能提高5G 無線通信技術(shù)的功耗與工作效率、降低其資源損耗率。

2.3 用戶信息安全問題

5G 無線通信技術(shù)應(yīng)用過程中，需要為用戶信息安全提供保障，從而提高各項數(shù)據(jù)信息在5G 網(wǎng)絡(luò)下的安全系數(shù)。此時，要求建立第三方軟件審核機制，讓第三方軟件成為給5G 無線通信技術(shù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、提供安全保障的工具，監(jiān)測并預(yù)防不法分子對無線通信網(wǎng)絡(luò)的攻擊行為，避免不法分子侵犯用戶隱私的情況發(fā)生，進一步提高用戶信息的安全系數(shù)。在現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展的過程中，5G 無線通信技術(shù)的應(yīng)用范圍日益廣泛。有關(guān)人員必須不斷優(yōu)化該技術(shù)的應(yīng)用路徑，確保5G 無線通信技術(shù)能持續(xù)、穩(wěn)定、高效運行。與此同時，進一步提高用戶的隱私安全保障水平，如在5G 網(wǎng)絡(luò)下，信息傳輸時應(yīng)自動啟動轉(zhuǎn)碼加密，升級用戶的信息安全級別及防護等級。

3 5G 無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全對策

3.1 建立安全架構(gòu)

在5G 技術(shù)及通信行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，要求工作人員完善5G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的安全架構(gòu)。在5G 網(wǎng)絡(luò)運行的過程中，具備較高的開放性，此時，網(wǎng)絡(luò)受到非法攻擊的可能性也大幅度提高。為了保障5G 無線通信技術(shù)能夠給用戶帶來更好的服務(wù)，確保5G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全性，要求工作人員針對5G 無線通信系統(tǒng)的特征，采取針對性的維護措施，完善整體的安全架構(gòu)。從提高網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全性的角度，采取綜合有效的維護策略，降低5G通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險，提高對用戶隱私的保護力度。在4G 的原有基礎(chǔ)上，升級開展技術(shù)革新及技術(shù)研發(fā)，切實提高5G 無線通信技術(shù)的安全防護效果。

3.2 云網(wǎng)融合

當前5G 無線通信技術(shù)的技術(shù)特征，決定了5G 無線通信技術(shù)的主要業(yè)務(wù)場景。通常5G 無線通信技術(shù)被用于各類超高速的增強型移動帶寬、低延時的業(yè)務(wù)場景，各類終端設(shè)備接入5G 信號后，便可借助云網(wǎng)融合的穩(wěn)定性，進一步提高其安全系數(shù)。例如，中國電信推出了云堤，能夠在云網(wǎng)融合的支持下，完成近源流量的清洗，從而提高網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)的數(shù)據(jù)安全性，為5G 無線通信技術(shù)創(chuàng)造更加可靠、安全的使用環(huán)境。

3.3 引入NFV 網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)

在5G 無線通信網(wǎng)絡(luò)下引入NFV 虛擬技術(shù)，可以實現(xiàn)軟硬件等基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一管理，并完成各類網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化配置。利用NFV 虛擬化技術(shù)完成資源的合理部署，要將部分功能網(wǎng)絡(luò)中的虛擬功能網(wǎng)元，直接部署在云化基礎(chǔ)上，并利用各類軟件完成網(wǎng)絡(luò)功能的實現(xiàn)，從而降低專有通信硬件平臺產(chǎn)生依賴性的可能。在NFV 網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)下，還可以有效提高5G 通信網(wǎng)絡(luò)的安全系數(shù)，優(yōu)化當前的網(wǎng)絡(luò)安全策略，并確保該網(wǎng)絡(luò)安全策略實施的可行性，因此，借助虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢，能夠大大提高虛擬化平臺整體的安全性。在實際應(yīng)用過程中，NFV網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，雖然能夠在一定程度上提高5G 通信網(wǎng)絡(luò)的安全性，但此時若黑客將虛擬化技術(shù)作為攻擊管理層目標，則會對虛擬化平臺及虛擬機造成傷害。所以，在5G 網(wǎng)絡(luò)下引入NFV 網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)時，要求工作人員設(shè)置多元化的系統(tǒng)級防護，確保整體系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，從而抵御各類非法攻擊。

3.4 啟用網(wǎng)絡(luò)切片的隔離機制

在5G 無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，網(wǎng)絡(luò)切片整體的隔離機制，直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的安全性。通常情況下，網(wǎng)絡(luò)切片能夠?qū)⒃撉衅碌馁Y源隔離在其他網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，建立相對獨立的空間儲存該切片中的信息以及資源，而在網(wǎng)絡(luò)遭遇非法訪問時，會破壞這類切片信息資源的隱蔽性。這時，要求工作人員合理部署網(wǎng)絡(luò)切片，并針對各個級別的網(wǎng)絡(luò)切片，建立起分級網(wǎng)絡(luò)安全防護系統(tǒng)，優(yōu)化分層服務(wù)，完善各切片之間的安全隔離部署，并妥善管理虛擬網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化安全防護等級，為用戶創(chuàng)設(shè)更為可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并保護用戶在云系統(tǒng)中儲存的數(shù)據(jù)信息，使用戶放心地使用5G 網(wǎng)絡(luò)。

3.5 設(shè)計高級加密算法

在網(wǎng)絡(luò)安全防護工作中，加密算法是十分重要的一類技術(shù)手段。5G 無線通信技術(shù)具備低延時性特征，能夠高效傳播各類數(shù)據(jù)信息。而此時，在短時間內(nèi)大量的信息交互，又會使信息的傳輸過程呈現(xiàn)高密度特點，從而形成安全漏洞或誘發(fā)安全隱患?？紤]到這一特殊性，工作人員應(yīng)設(shè)計更加高效、高級的加密算法，使用流密碼體制，提高加密算法的強度，以保證各信息的安全。在實際應(yīng)用時，要求工作人員考慮到不同信息交互的特征，立足整體視角，綜合分析并設(shè)計最適合當前5G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的加密算法，使用逆向思維優(yōu)化部署。如工作人員可以考慮在當前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，若有非法人員想攻擊網(wǎng)絡(luò)，會采取何種攻擊手段以及破譯方式，從而制定針對有效的策略，進一步提高加密算法的加密效果。

3.6 完善安全管理機制

現(xiàn)如今，5G 無線通信技術(shù)在我國的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，但該技術(shù)依然處于不斷創(chuàng)新研發(fā)的過程中。諸多技術(shù)人員正在為5G 無線通信技術(shù)的升級改造默默努力，以便進一步提高5G 無線通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的融合效果，真正為人們提供更加安全、更加可靠、更加穩(wěn)定的5G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。工作人員應(yīng)基于5G 無線通信技術(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用情況，考慮到在通信技術(shù)的應(yīng)用過程中，可能存在的各類網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險，建立完善系統(tǒng)的安全管理機制，分析影響5G 網(wǎng)絡(luò)安全性的各類核心要素，并設(shè)計具有針對性的處理方案，以便妥善解決問題。例如，用戶在5G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可以使用云系統(tǒng)完成資源儲存或資源計算整理等工作，這便是在5G 環(huán)境下，信道租用規(guī)模不斷擴張的結(jié)果。這時，為了保障用戶在云系統(tǒng)中操作行為的安全性，并維護用戶隱私，要求工作人員制定符合現(xiàn)實情況的信道租用安全管理機制，從而提高信道租用這一行為的安全性。

4 結(jié)語

5G 是一類通信載體，在現(xiàn)代社會背景下，5G 的使用與各企業(yè)的生產(chǎn)行為或人們的日常生活行為連接在一起，以場景化定制模式發(fā)展。在5G 獨立組網(wǎng)下，應(yīng)建立以5G 無線通信技術(shù)為主要技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方案，以促進互聯(lián)網(wǎng)智能化發(fā)展。當今，5G 無線通信技術(shù)已經(jīng)在我國多個領(lǐng)域取得了重大突破，其應(yīng)用范圍也不斷擴張，規(guī)模逐漸擴大，不僅可以滿足人民群眾的日常生活需求，也可以為各類企業(yè)日常的生產(chǎn)、運營提供幫助。在此期間，為使5G 無線通信技術(shù)發(fā)揮出更大的價值，要求相關(guān)工作人員重視5G 技術(shù)使用時的網(wǎng)絡(luò)安全問題，加強網(wǎng)絡(luò)安全防護效果，分析5G 無線通信技術(shù)現(xiàn)在面臨的最主要的網(wǎng)絡(luò)安全問題，并制定針對有效的策略，盡力維護用戶的隱私安全、信息傳輸安全。與此同時，在保障用戶用網(wǎng)安全的基礎(chǔ)上，持續(xù)技術(shù)研發(fā)、深化技術(shù)升級，促進5G 無線通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，使其為人們提供更好、更高級、更安全的服務(wù)。