5G网络安全技术研究现状及发展趋势

5G网络安全技术研究现状及发展趋势

戴雷炜

中国专利技术开发公司 北京 100044

摘要：在计算机网络蓬勃发展的背景下，我国的通信行业得到了显著的发展和壮大，从以往传统的2G发展为3G，到目前社会中普遍应用的4G，属于一个曲折性上升的历程。未来5G技术将成为通讯行业发展的必然趋势，能够更加充分的保障通讯的高速和稳定，使网络服务功能得到大幅度提升，充分满足群众的使用需求。 关键词：5G网络;网络安全;发展趋势 引言 　　经过了几十年的发展，我国的移动通信技术已经取得了巨大的成就。如今，4G网络的发展已经成熟，同时商业化运行也已经非常稳定。而且在信息化技术的进一步发展中，5G网络技术也应运而生。随着5G标准的逐步敲定，其逐步从技术走向应用，从现行的测试情况来看，5G性能比4G更高，但是不能忽视的是5G网络的安全性还存在不少缺陷，需要得到改善。

1、5G网络的特点 　　4G在原有网络的基础上大大提升了通信速率，也推动了视频时代的到来，而5G网络则在4G的基础上，实现了更快地速度提升和更低的功耗。总体而言，5G网络具有三个明显的优势特点。①高速率：与4G网络相比，5G网络传输速率提升10至100倍，峰值传输速率也可达到10Gbit/s。其无线传输可以覆盖周边上百米的范围。以下载速度作分析，4G最快下载速度大约是每秒150MB，但5G最快下载速度则达到了每秒10GB。例如一部8G高清电影，5G网络只需要短短的6秒钟即可下载完。②大容量：5G网络可提升1000x的容量。③低延时：3G网络时延约为100毫秒，4G网络的时延为20到30毫秒，而5G网络的时延可缩短到1个毫秒，足以支撑汽车自动驾驶功能。[1]

2、5G移动通信技术的研究现状 　　现阶段，5G网络正处于研究的重要阶段，虽然在部分发达地区已经陆续开始使用，但是由于技术水平还不够成熟，难以实现大面积的推广和使用，本文将对目前5G通信技术的研究现状进行分析。 2.1 高频段传输技术 　　5G网络的研究主要目的是为了解决现阶段对信息传输方面提出的新要求，通常来讲，在移动通信网络中，系统的频波段将低于3GHz，但是目前来讲，该频率已经难以充分符合现代化的需求。随着智能手机的推广和使用，人们利用手机看视频、浏览新闻等都需要有流量的支持，为了能够充分符合人们在此方面的需求，使网络的传输效率得到显著的提升，应用特殊的材料以及大批量的天线构建成一个庞大的网络整体，以此来实现大量数据的传播。在5G网络中，主要是采用高频段传输技术，将波束赋技术的优势充分发挥出来，使网络的覆盖率得到显著提升。在未来的5G发展过程中，如若出现网络盲区，导致数据不通畅等，则可以在此区域设置多根天线的形式来解决。 2.2 全双工通信技术 　　此项技术在通信网络中的应用，能够使频谱技术变得更加灵活，得到双倍使用效果，进而实现在同一频道和地点的基础上，实施双向通信的目的，使无线资源的利用量得到有效控制。此项技术在应用过程中存在一定的缺陷，主要体现在对自身干扰抵消能力较差，因此在大型MIMO系统中的应用还有待于进一步的考察和研究后才能够实现。 2.3 直接通信技术 　　在5G技术中，能够实现多个用户的实时通讯。为了能够使该目标顺利完成，需要利用直接通信技术，使用户能够在5G技术的支持下，利用不同的设备完成多个用户之间的通信。这样做不但能够节约宝贵的时间，而且还能够有效减少能源浪费情况。同时，还能够促进其他技术作用的发挥，例如频谱资源等，进而带动了相关产业的发展。在5G通信中，数据信息的传输数量和速度都能够得到显著的增长。由于其传播的速度较快，能够在短时间内产生较多的数据流量，这些需要利用密集网络技术才能够完成。 3、5G网络的安全保障措施与发展趋势 3.1、 5G网络安全保障措施 3.1.1引入虚拟技术 　　5G网络架构比较灵活，在基础平台的构建中一般会选择高转发性能要求的基础设施平台。而将网络功能虚拟技术应用进来，则可以实现底层物理资源虚拟化映射，对于网络安全的强化构建以及安全策略的編排有着积极的影响。[2] 3.1.2网络切片安全措施 　　网络切片可以构架端到端逻辑网络，并为切片需求方提供更为丰富的网络服务。其安全防护原理是：利用网络切片的隔离功能将网内资源与外部网络隔离开来，阻止其他切片非法访问内网，进而确保了内部切片信息的安全。而且在应用的过程中，需要对不同功能区域进行不同网络切片的隔离保护，以保障网络切片服务的安全运行。 3.1.3安全保障技术的应用 　　加强5G网络安全管理，还可以从应用方面着手，逐步增强安全技术的使用。例如，在网络层和传输层应用加密技术，对端口接受的信息进行强制规定，在接收端受到信息之前，信息处于绝对隔离的状态，不能被解密截取。基于这种加密技术的保障，即使传输系统已经被入侵攻击，信息也不会被解读出来，也就不存在泄露的风险。 3.1.4加强5G网络安全管理 　　除了各项技术管理之外，对于5G网络的安全管理还需要从制度层面下手，需要主管政府完善管理体制，并由立法机构制定针对性的法律来保障制度的贯彻落实。而应用5G网络的企业、单位也要定期检查网络系统，检查系统是否存在漏洞，是否需要修补，一旦发现问题立即上报修复。同时，国家相关的网络通信部门、宣传部门等责任体也要做好网络安全知识的宣传工作，整肃网络空间，提升公众的网络文明使用和安全防范意识，构建文明和谐的虚拟环境。 3.2、5G网络安全发展展望 　　随着5G网络技术的快速发展，围绕5G网络的安全应用问题已经成了当前社会安全的重要课题。基于5G网络的发展特点和应用趋势，我们还需要从以下几个方面着手：首先要在5G网络的基础上形成相应的安全构架，并围绕5G功能单元形成不同的防护层，以提高网络安全;其次，针对5G网络高传输与低延迟带来的性能安全问题，可以通过细化入侵能力的方法来解决。在这里，再列举四个5G标准的组织推进典型应用：①智慧电力。智慧电力主要包括发电、配电、用电，目前，智慧电力的通频网络方面的发展还比较落后，通频网络都是专用的，相当于2G的水平。基于很多复杂的原因，通频网络得不到更新，但是在5G时代背景下，智慧电力应该和5G实现同步发展。②天地一体化信息网络。这个项目是国家创新的2030年重大项目，光是前期投资就可达到200亿，其目标更是实现全球覆盖、全球服务。它和5G密切相连，很多技术都可以相互应用，例如浮空平台就可以与5G技术进行融合。③智慧灯杆一体化：智慧照明是智慧城市的重要组成部分，如今已经发展成视频监控、媒介广播等多方面集于一身的综合体，而将5G加上去，其能力就会得到百倍甚至千倍的增加。④移动热点：现在的移动热点基本都在地面上，将来可以实现空中无人机全覆盖。移动热点在应急通信、盲区通讯和军事等方面都有较高的利用价值，将5G技术应用进来，可以为各个领域的服务提供更大的便利。[3] 4、结语 　　随着 5G 网络技术的快速发展，5G 网络技术在各个领域中的应用已成必然的趋势，而其中存在的诸多安全问题却会成为制约经济发展的掣肘，因此加强5G网络安全管理是一项需要得到重视的任务。 参考文献： [1]何欣，彭赞.关于5G网络安全发展趋势探析[J].数字通信世界，2019，169（01）：53-54. [2]黄显强.探析当前5G技术的发展现状及挑战[J].网络安全技术与应用，2017（3）. [3]李硕，蔡世杰.5G网络安全需求分析[J].中国安防，2017（12）：78-81