4G網絡安全接入分析

劉勇

【摘要】 因特網與移動通信相互促進，已經成為最具有發展前景的網絡通信。但是由于移動網絡發展的需求，4G通信應運而生。為了提供更好的服務質量，加強4G網絡接入安全具有舉足輕重的地位。

【關鍵字】 4G通信網絡 通信安全

一、移動通信技術的發展概述

1G通信作為最早的移動通信系統，其由模擬蜂窩通信和頻分多址技術組成。主要缺點在于由于技術的局限性，無法進行移動數據的連接，且通話質量較低，通話范圍受到局限性，不能實現漫游通話。

2G通信系統由時分多址和碼分多址組成其關鍵技術，在1G的基礎之上具有了移動數據連接的功能，通話質量有所提高，對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題，主要是在驗證基站的安全性時，不能夠對基站的安全性進行鑒別，無法保障用戶數據安全。

3G系統提供了更為快速高效的移動數據連接，并且這種技術已經被廣泛的覆蓋了全球，能夠對多種數據格式進行有效地處理。但是其對視頻的處理仍然存在一切缺陷，全球范圍對通信標準也沒有規范惡統一規定，很難在多種通信標準之間進行通信。

最新的4G通信系統無論對數據的處理還是視頻的處理，有更加明顯的提升。在數據傳輸方面，高峰值能夠達到10Mbps甚至是20Mbps，從移動用戶的角度而言，其傳輸速率完全能夠滿足需求。除此之外，4G技術具有更好的兼容能力，能夠與其他通信系統實現協作，從而獲得更好的用戶使用體驗。但是由于4G移動通信肩負了用戶更多的隱私，需要根據其特性建立更高的安全機制。

二、4G安全接入概述

4G安全接入可以通過多種措施進行保障，其主要包含：

保障用戶信息安全。移動終端由于大多數情況下是放置在用戶附近，因此極易產生根據定位移動終端而發現用戶位置的情況。因此4G通信中，需要對用戶位置進行加密，讓非法跟蹤者不能根據用戶的信息發生地點而實現追蹤，從而保障用戶的安全。

雙方認證。雙方認證中主要包括對用戶身份的認證和網絡的安全性認證，主要是服務網絡對用戶的認證。在雙方認證機制中，密鑰機制和本地認證機制是最為有效的認證方式，使用者能夠對AN發送認證消息，AN也能夠通過歷時密鑰中建立密鑰實現認證。

數據完整性。數據完整性中，數據所指是加密算法和使用者的數據信息和操作信息，以便在服務器端接收數據后完整的實現操作，并且對其中的數據驗證是否被非法篡改。

移動終端安全認證。移動終端編號需要在SN認證后才可以傳送數據，但是在緊急情況下除外。

三、4G安全接入技術

3.1 4G網絡安全接入需求

4G網絡面臨著方方面面的安全威脅，在所有的安全威脅中，一下三個方面對4G用戶或者服務器的安全威脅所產生的影響最大：

用戶權限范圍。需要對移動終端的用戶進行身份確認，從而分配合理的權限范圍，同理，對移動終端的訪問權限和操作權限也進行規范的劃分，避免訪問或者篡改機密數據。與此同時，也需要對移動終端的合法性和其屬性進行確認，避免有非法的配置信息。移動終端直接及移動終端與服務器之間進行數據交換時，應該對數據內容進行可信鑒定。由于不單單移動終端或者用戶會偽裝為合法用戶，在用戶或者移動終端使用公共設備時，公共設備也會偽裝為合法服務器，從而盜取用戶數據。

網絡和接口。接入網、移動通信設備等，為了對本身的安全性和對方的安全性進行核實，因此需要實現驗證的雙向性。用戶通過無線網絡向服務器進行數據傳輸室，也需要對用戶信息和傳送的密鑰的完整性進行驗證。在服務器端，對移動終端處的用戶身份進行加密，避免通過接口實現非法盜取用戶身份，進而對用戶位置進行實時跟蹤，與此同時，還需要對接口的建立合理的監控機制，以便執法機構能夠對嫌疑人進行定位和涉嫌違法活動的通話內容的監管。

3.2 4G網絡安全接入的技術現狀

與3G通信系統相比，4G網絡能夠提供更高的服務質量的同時，也需要對其能量損耗進行估量，在避免非法者對用戶進行跟蹤時，也要為執法機關建立便捷使用的監聽接口。4G無線網絡帶來巨大便利，卻也對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網絡接入的安全性，主要可以通過兩個方面來實現。第一個是對4G等同于2G和3G來處理，對現有的安全框架進行修改，使之能夠應用于4G網絡中。第二個是，將4G視為全IP的網絡，不著重考慮其通信技術和接口，甚至是結構，而是重點放在建立動態配置和自適應的安全體制。

在近幾年的研究成果中，主要針對IEEE 802.16m進行修改和重新定義，對物理層和其他層次之間的通信進行完善，從而能夠實現更佳的安全性能，也對已有的移動通信技術提供了更好的兼容性。

除此之外，PKMv3認證狀態機、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

無線網絡經歷國翻天覆地的變化，移動通信作為支持移動終端通信的主流技術，更是在經歷了1G、2G和3G后，迎來了具有更高通信質量、數據傳輸速度的4G時代。然而4G網絡也面臨著巨大的安全問題，需要得到更高的重視與更加全面的安全技術，同時為了提供更好的服務質量，也需要對通信方式和其安全機制進行變革，才能夠建立更加完善的移動網絡。

參 考 文 獻

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