5G无线通信技术与网络安全探讨

2019-12-23毛云强

网络安全技术与应用 2019年5期

关键词：传输技术频谱网络安全

◆毛云强

5G无线通信技术与网络安全探讨

◆毛云强

（河北师范大学信息技术学院河北 071000）

与传统的3G和4G通信技术相比来说，5G无线通信技术已经一步步接近我们的现实生活，我们即将从3/4G时代跳跃到5G时代。本文主要对5G技术以及遇到的安全问题和以后的发展趋势做了探讨。

5G时代；5G网络安全；发展趋势

0 引言

目前来讲，3G/4G通信仍是社会普遍的无线网络通信方式，但是随着通信技术的发展与进步，5G技术已经逐渐浮出水面，大家对于5G技术也有所耳闻。5G的技术诞生，标志着通信领域的全面升级。但是，除了5G技术带来的优势之外，还有一些网络安全的问题与挑战需要解决，未来的发展趋势需要分析，以期5G技术可以取得更好的进步与发展。

1 5G无线通信技术概述

1.1 基本定义

什么是5G技术呢？5G即第五代移动通信网络标准，英文缩写：5G。相比较第四代移动通信网络标准（4G），5G技术是前者的延伸，在理论下的通信速度为10Gb/s（相当于前者的100倍左右），100万/公里的连接数密度以及毫秒级的端到端时延。5G技术之所以传输速率快，是因为采用了最新的IP地址作为数据的传输的基站，及时收集大量的数据信息放入移动终端，使得数据的有效性以及安全性得到了保障。

1.2 5G 无线通信网络的特点

5G 无线通信网络的特点主要包括以下几个方面：第一，作为4G技术的延伸，频谱资源问题是要解决的一方面，5G拥有更高的频谱资源，并且充分合理解决频谱问题进而在此问题上做出了重大突破。这是基于无线技术领域技术的提高，比如全频谱接入、新型多载波、频谱共享等。第二，由于硬件设施的进步使得5G通信技术拥有了更大的系统容量，数据量持续增加也不会给用户在使用时产生不便。第三，在网络技术领域得到的提高，不但在软件定义网络（SDN）以及网络功能虚拟化（NFV）的新型网络架构等方面取得成果，并且在其他关键技术中都做出了突破。第四，重视用户体验以及对于网络安全的重视，使得用户在使用期间不但拥有良好的上网体验，以及对用户的在网络当中的安全得到保护。第五，重视资源消耗一个我们现在必须要面对的问题，5G无线通信网络是以绿色节能作为5G发展的一个重要的指标，以实现无线通信的可持续发展。

2 5G主要技术简介

2.1 多天线传输技术

多天线传输技术，多天线技术在5G技术探索当中提高到了三维，并且向大规模阵列发展，利用LSAL技术建设庞大矩阵，防干扰，优化分配频谱，使得频谱效率提高至原来的数十倍以上。

2.2 高频传输技术

高频传输技术，传统通信技术运用的频段在30KHz左右6GHz之间，为确保5G 无线通信技术的可持续发展，需提高频段资源的利用率。5G技术使用毫米波技术来解决网络拥挤现象，这就使得上文提到的频谱问题得到解决。5G通信技术提高频段资源的利用率，来推动5G技术的发展。

2.3 D2D技术

D2D技术，可以完成通信终端直接通信，在此之间无须借助基站的协助。通过拓展网络技术，在能够充分覆盖的同时实现高数据速率的传输，和较低的时延，提高网络的可靠性。

2.4 新型网络架构技术

新型网络架构技术，主要是采用C-RAN架构充分减低高速传输的成本，在远端天线和中心节点之间直接传送信号，达到大范围覆盖以及无线接入。同时可以降低干扰，降低功耗，提升效率，促进智能化组网。

3 5G无线通信技术面临网络安全问题

3.1 数据交互问题

由于5G技术可以支持大量的联网设备连接，通信覆盖范围的庞大，导致遭受的安全威胁随之增加，面对大量的数据交互，必将造成接入网与核心网信令之间交互频繁。在这些数据之间的交互中，不法分子免不了利用多种多样的攻击手段从中取得非法利益，加上移动端的设备不断地进步发展，使得各式各样的不良程序可能携带不法分子撒播的病毒，导致在大量数据的交互中有机可乘。

3.2 网络安全问题

由于基于5G通信技术运用比较先进的IP网络，5G通信技术作为一个融合网络，所以难以实现多个系统一起相互切合的运行，导致网络链路存在问题，会出现无线网络的用户出现被剑灵，篡改，删除网络链路数据。网络切片安全仍是一个重要的问题，网络切片问题不解决会导致运行网络功能资源以及某一些特定的设置得不到保障。为此，需定制网络切片，因而也能够最大限度低能耗、缩减成本，提高效率。此外，基础网络功能是否能与第三方提供的网络功能在切片内的共存等都对网络安全问题提出了新的挑战。

3.3 用户安全问题

用户的个人隐私保护成为5G网络当中最重要的问题。由于5G网络提出的服务种类繁多，会导致用户身份隐私标识会在网络当中在信道传输中容易受到攻击，5G技术的发展一定要考虑到此类的用户身份隐私的窃取。5G网络增加大量与第三方应用网络的开放，对于第三方应用网络开放的权限级别较高，对用户的威胁在一定程度上增加，与之而来的信任问题使得5G网络变的更加复杂。

4 5G无线通信技术发展趋势

在原有的通信技术支持下，我们只有智能手机，计算机连入互联网。在新的5G时代，我们可以将大多数事物比如一本书，一张桌子，一台汽车等，做到万物互联。5G时代的产品皆带有传感器，人们可以对于自己想要关心的事物实现共享，打破时间和空间的束缚。在5G技术的支持下，让VR，自动驾驶，物联网，智能家居，云服务，智慧城市等等成为现实，打破时间和空间的束缚。比如：虚拟现实技术（VR）在5G技术超快的网速的支持下得到更好的体验，让人们足不出户就可以感受到我们祖国的大好河山。无人驾驶汽车在5G技术超快网速的支持下使得汽车的反应速度在1ms左右，人类在遇到紧急反应的时间是1s之内，相比较而言，无人驾驶汽车反应要比人类快得多。如此，人们就不必担心无人驾驶汽车的安全性了。

5G技术作为4G技术的延伸，与后者相比不同的是，5G技术不仅仅是一个单一的无线通信技术，而是真正意义上的一个融合网络。5G网络是包括2G、3G、LTE、LTE-A、WiFi、M2M等等，拥有数据传输速率高，延时短，容量大等优点，可以将原来的网络效能提升百倍。当然，想要真正进入万物互联的5G时代就必须在无线传输技术和网络技术上有所突破。从无线传输技术方面来说，如何提高频谱利用率，解决毫米波的问题是重点。从网络技术方面来看，利用新的网络构架，软件定义网络进行进步发展。5G技术的不断发展，必定是在网络传输技术上的一次重大变革，需加强对该技术的研发。该技术的发展必将推动现代社会的进步，给当代人们带来不一样的美好体验。