基于4G通信技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)安全通信研究

張愛軍

摘要：伴隨科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以及信息化時代的到來，無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為信息化時代發(fā)展的必然趨勢，由以往的 2G、3G 時代，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的 4G 通信技術(shù)時代。長期以來，在 4G 通信技術(shù)發(fā)展的過程中，安全通信問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，雖然相關(guān)管理人員在提出改進(jìn)的對策，并且取得一些成效，但是仍存在諸多的問題。

關(guān)鍵詞：4G通信技術(shù)；無線網(wǎng)絡(luò)安全通信；研究

目前的4G，給人們的生活帶來了巨大的變化，計(jì)算機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)也不斷的融合，相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)安全問題也對移動通信系統(tǒng)的發(fā)展帶來了阻礙，這也是通信技術(shù)行業(yè)巫需解決的問題，對于發(fā)展到目前的4G系統(tǒng)安全問題顯得尤為復(fù)雜，對未來通信技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展也有著深遠(yuǎn)的影響。

1. 4G 通信技術(shù)的概述

4G 通信網(wǎng)絡(luò)屬于一個全新的 IP 網(wǎng)絡(luò)，4G 通信網(wǎng)絡(luò)具有很多方面的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的無縫互聯(lián)。因此，4G 網(wǎng)絡(luò)的接入系統(tǒng)主要包括以下幾個方面，即 2G、3G、DECT、藍(lán)牙、WLAN 系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、有線系統(tǒng)、WIMAX 等等。此外，4G系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)智能化終端，通過某種方式，能夠使系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)無縫連接與協(xié)作，通過采用科學(xué)、合理的工作方式，以不斷滿足用戶的通信需求。當(dāng)智能化模式終端接入系統(tǒng)時，網(wǎng)絡(luò)會分配與之相適應(yīng)的頻帶，進(jìn)而給出最優(yōu)化的路由，從而獲取最優(yōu)的通信效果。

由于 4G通信技術(shù)自身的特殊性質(zhì)，使 3G終端與 4G終端存在很大的差距，4G移動終端的實(shí)現(xiàn)，使其能夠達(dá)到較高速率、寬帶的基本要求。4G 移動通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，使終端形式能夠由單一化轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄻踊锫?lián)網(wǎng)終端可以逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?4G 系統(tǒng)終端，即聯(lián)網(wǎng)的冰箱、熱水器、眼鏡、手表等等。在以后 4G 移動通信技術(shù)發(fā)展的過程中，主要有以下幾個方面的特點(diǎn)，即交互性較強(qiáng)，能夠?qū)€人與網(wǎng)絡(luò)接口有機(jī)地結(jié)合在一起，強(qiáng)化了網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通性能。此外，4G 移動通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，能夠?yàn)槿藗兲峁┒鄻踊膫€性服務(wù)，并且支持視頻通話，以及全球定位等功能。

2. 4G通信存在安全問題

2. 1 4G通信的接入系統(tǒng)與移動終端

4G是一個全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)，其接入系統(tǒng)包括2G， 3G、無線系統(tǒng)、藍(lán)牙、WLAN系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、廣播電視接入系統(tǒng)、有線系統(tǒng)等，可以實(shí)現(xiàn)各個通信系統(tǒng)間網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。

智能化終端是4G系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，4G移動終端的形式也是多樣的，其交互性能更強(qiáng)，個人和網(wǎng)絡(luò)接口更為方便，提供個性化服務(wù)，支持視頻電話、安全保障功能，如指紋識別認(rèn)證等，這也決定了4G的移動終端和3G終端有著顯著的不同。4G移動終端能夠適應(yīng)更高的速率和寬帶要求，具有物聯(lián)網(wǎng)功能。

2. 2 4G通信技術(shù)中存在的安全問題

4G系統(tǒng)可以分為很多部分：包括無線核心網(wǎng)、IP骨干網(wǎng)、無線接入網(wǎng)以及智能移動終端等，所以，在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中也會面臨著一些安全威脅，具體表現(xiàn)如下：

無線網(wǎng)絡(luò)中存在著諸多的安全隱患，如網(wǎng)絡(luò)實(shí)體身份認(rèn)證問題，包括核心網(wǎng)和接入網(wǎng)中的實(shí)體；無線局域網(wǎng)中的AP和認(rèn)證服務(wù)器問題無線網(wǎng)絡(luò)鏈路安全問題和攻擊者的竊聽、篡改、插入或刪除鏈路上的數(shù)據(jù)以及因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的各類攻擊問題等。

4G的移動終端與用戶的交互更為密切，更為復(fù)雜，帶來的威脅更為廣泛。與此同時，隨著計(jì)算和存儲能力的不斷增強(qiáng)，可被執(zhí)行的惡意程序的數(shù)量越來越多，破壞程度也日益加大，這使得移動終端變得特別薄弱。例如，手機(jī)受到病毒的攻擊、移動終端硬件平臺被惡意篡改、移動終端操作系統(tǒng)存在諸多漏洞等。

3 4G通信采取安全措施

3.1 4G 通信安全策略

可采取的安全防護(hù)策略主要如下：

1）可協(xié)商機(jī)制：移動終端和無線網(wǎng)絡(luò)能夠自行協(xié)商安全協(xié)議和算法。

2）可配置機(jī)制：合法用戶可配置移動終端的安全防護(hù)措施選項(xiàng)。

3）多策略機(jī)制：針對不同的應(yīng)用場景提供不同的安全防護(hù)措施。例如，首次登陸網(wǎng)絡(luò)和再次接入網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證可以充分利用已有的驗(yàn)證信息來節(jié)約成本、提高效率，切換認(rèn)證也應(yīng)該較普通接入認(rèn)證有更高的效率。

4）混合策略機(jī)制：結(jié)合不同的安全機(jī)制，如將公鑰和私鑰體制相結(jié)合、生物密碼和數(shù)字口令相結(jié)合。一方面，以公鑰保障系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，進(jìn)而支撐兼容性和用戶的可移動性；另一方面，利用私鑰的高效性來保證實(shí)時性（如切換過程），進(jìn)一步確保用戶的可移動性。

3.2 4G通信安全措施

根據(jù)安全威脅來源，4G 通信的安全措施重點(diǎn)在于移動終端和無線接入網(wǎng) 2 部分，對于移動終端一般可采取的安全防護(hù)措施如下：

1）防護(hù)物理硬件。提升集成度，減少可被攻擊的物理接口；增加電流、電壓檢測電路，防止物理攻擊手段；增加完整性檢驗(yàn)、可信啟動和存儲保護(hù)等措施。

2）加固操作系統(tǒng)。采用堅(jiān)強(qiáng)可靠的操作系統(tǒng)，使其支持混合式訪問控制、域隔離控制和遠(yuǎn)程驗(yàn)證等安全策略。對于無線接入網(wǎng)一般可采取的安全措施如下：

1）安全接入。無線接入網(wǎng)通過自身安全策略或輔助安全設(shè)備提供對可信移動終端的安全接入功能。防止非可信移動終端接入無線接入網(wǎng)絡(luò)。

2）安全傳輸。移動終端與無線接入網(wǎng)能夠選擇建立加密傳輸通道，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，從無線接入網(wǎng)、用戶側(cè)均能自主設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸方式。必要時，無線接入網(wǎng)可以采用專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理隔離或邏輯隔離。

3）身份認(rèn)證。移動終端與無線接入網(wǎng)建立基于高可靠性載體（如數(shù)字證書）的雙向身份認(rèn)證機(jī)制。

4）安全數(shù)據(jù)過濾。無線接入網(wǎng)可提供安全數(shù)據(jù)過濾功能。在視頻、多媒體等應(yīng)用領(lǐng)域，通過數(shù)據(jù)過濾，可以有效地防范非法數(shù)據(jù)通過搶占無線接入網(wǎng)資源，進(jìn)而影響內(nèi)部系統(tǒng)或核心網(wǎng)。

5）訪問控制。無線接入網(wǎng)可通過物理地址過濾、端口訪問控制等技術(shù)措施進(jìn)行細(xì)粒度訪問控制策略設(shè)置。

6）統(tǒng)一監(jiān)控與審計(jì)。對移動終端的訪問行為、無線接入設(shè)備的運(yùn)行情況建立統(tǒng)一的監(jiān)控與審計(jì)系統(tǒng)，可以有效地分析移動終端行為規(guī)律、記錄異常操作，保證無線接入網(wǎng)的高效、可靠。

總之，通過分析 4G 通信技術(shù)存在的主要問題，以及完善的對策，我們可以看出，4G通信技術(shù)對人們生產(chǎn)生活的重要性。但是，由于受到多種因素的限制，在 4G 通信技術(shù)發(fā)展的過程中，通信安全問題已經(jīng)成為阻礙 4G通信技術(shù)發(fā)展的主要因素。因此，相關(guān)管理人員應(yīng)充分認(rèn)識到做好通信安全的重要性，全面深入地考慮影響通信安全的因素，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，以找到解決的對策。

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