基于4G通信技術的無線網絡安全通信闡述

石甜

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基于4G通信技術的無線網絡安全通信闡述

石甜

廣東海格怡創科技有限公司，廣東 廣州 510630

社會科技的不斷發展和進步，使得4G通信的無線網絡服務遍布方方面面。不論是生活中的社交娛樂，還是工作中的設計溝通都離不開它。4G通信的無線網絡的運行需進行大量數據的分析處理、大量的密集計算和系統參數的反復調整，是一個比較復雜的長期過程。當前我國基本上已完成智能手機普及，為4G通信技術的使用提供了龐大的客戶群體。因此，作為當前我國通信交流的主要技術，4G通信技術不僅會對經濟、公共安全等造成影響，還會對個人生活帶來潛在的影響。通過對4G通信技術等相關概念的介紹，分析了當前4G通信的無線網絡安全通信的問題，針對這些問題提出了相關的對策，期望能滿足城市發展和人們不斷增加的需求，促進4G移動通信技術進一步的發展。

4G通信；無線網絡；安全

引言

隨著4G通信技術的日益發展，人們的生活逐漸變得豐富多彩，特別是計算機通信與網絡技術廣泛應用在人們的生活中，人們越來越依賴應用PDA和手機等終端上網，可以說現在處于真正無線互聯的新時代。與此同時，健康安全的無限網絡安全通信技術也相當重要。如果不能進行有效的控制，就肯定會對未來通信技術的無線網絡發展產生不良的影響。只有做好4G通信技術的無線網絡通信，未來的移動通信行業才能有更好的發展。

1 4G通信技術的網絡結構和特點

4G通信技術的出現，一方面對藍牙、無線局域網等網絡信號機衛星通信進行了全面性、綜合性的管理；另一方面，對寬帶連接技術、網絡電視播放技術在原有的基礎上進行了優化。目前，由于無線網絡的使用用途、覆蓋范圍以及傳輸速率的不同，因此其分別分為個域網、局域網、城域網及廣域網。4G通信網絡可以把無線平臺與不同頻帶的無線網絡串聯，生成一個統一的移動計算環境，且提供在移動環境中高速傳輸數據的能力。這說明4G通信體系就是一個無縫的無線網絡，在確保用戶對無線網絡日常需求的基礎上，還能連接不同區域中的無線網絡，創建移動性強、數據傳輸速度快的無線網絡通信環境，從而進一步提升人們在傳輸圖像、聲音、文字等信息的傳輸效率。總而言之，4G無線網絡就是把無線局域網與各種室內網絡和固定網絡結合的一種新興形態，并且提供了非常多樣的網絡系統與網絡的快捷服務。

2 4G無線網絡的安全研究

2.1 無線網絡概述

無線網絡，既包括允許用戶建立遠距離無線連接的全球語音和數據網絡，又包括為近距離無線連接進行優化的紅外線技術及射頻技術，與有線網絡的用途十分類似，最大的不同在于傳輸媒介的不同，利用無線電技術取代網線，可以和有線網絡互為備份。無線網絡比有線網絡為用戶提供了更大的便攜性和靈活性，能夠通過選線接入點（AP）將客戶端連接到網絡上，擺脫電纜的困擾。無線網絡接入點覆蓋范圍大約為400?m，取代了有線網絡在實施過程中工程量大、破壞性強、網中的各節點移動性不強等問題。如今城市大部分公共區域都覆蓋有無線網絡，但是無線網絡面臨的威脅越來越多，從龐大的使用人群到復雜的使用環境，都預示著無限網絡安全態勢的嚴峻性。

現如今，人們的生活已極度依賴于網絡，特別是隨著無線網絡的普及，網絡已對人們的生活產生了巨大的影響。無線網絡的安全問題成為困擾人們的重要因素。利用先進的網絡技術對無線網絡的安全進行有效的防護，保證人們訪問網絡數據的安全性十分重要。只有無線網絡的安全得到保障，才能給人們的生活帶來真正的便利。

2.2 無線網絡的安全

無線網絡具有便于安裝、實惠經濟的特點，這對于實現4G通信技術的全面覆蓋具有重要意義。但是在實際的使用過程中還是伴隨著一些問題，給廣大的用戶帶來了不良影響。比如無線網絡由于其自身的開放性特點，容易被盜用或者受到一些主動的干擾，因此影響用戶的使用體驗以及網絡安全威脅。除此之外，無限網絡的體積不大，電池容量等各方面的使用年限不長，嚴重影響使用效果。由于移動終端的移動性使無線網絡安全管理的難度加大，因此在進行安全方案設計時，需要對本地訪問和漫游等情況給予綜合考慮。

無線網絡安全機制需要考慮以下幾點。

（1）在交換通信數據前，使用雙方要進行身份認證。

（2）在通信過程中通過安全信道和加密技術保證數據傳輸私密性。

（3）在通信過程中通過加密技術、摘要技術及數字管理技術保證數據傳輸的完整性。

（4）借助數字簽名技術確保數據傳輸的防抵賴性。

2.3 4G無線網絡安全接入技術的特點

2.3.1 用戶身份保護

用戶身份保護主要包括用戶位置隱私、用戶身份隱私和不可跟蹤性，主要是確保無線鏈路通信過程中攻擊者無法對用戶的IMSI及相關信息進行竊取，無法推斷同一用戶是否選擇了不同服務。在使用4G無線網絡過程中，一般可以借助臨時身份標識來滿足用戶需求，而臨時身份可以通過AN進行分配和及時更換[1]。

2.3.2 實體認證

實體認證主要是為了更好地進行無線網絡安全管理，提高用戶無線網絡使用的安全性。主要通過兩種方式是進行認證：網絡認證以及用戶認證。網絡認證一般通過服務網絡對用戶的真實身份信息進行認證，這個過程通常需要用戶HE授權。然而，在移動通信過程中實體認證只有本地認證機制和認證密鑰協商機制共同進行才能最終完成。用戶的HE則是可以根據需求有針對性地向AN發送認證向量，或者在使用之前ANTFU通過密鑰協商創建認證過程[2]。

2.3.3 機密性

機密性主要包括密鑰協商和加密算法的機密性及信令數據和用戶信息的機密性，其一般需要借助ME和SN才能夠實現算法和密鑰的安全傳輸。

2.3.4 完整性

完整性主要包括密鑰協商和加密算法的完整性，同時囊括了信令數據和用戶信息的完整性，從而確保接受方（SN或ME）能夠對信令數據進行驗證，以確保其是否來自實體，且在對其進行發送時不會被修改。

2.3.5 移動設備認證

該安全認證技術在緊急呼叫時無法得到有效應用，并且移動設備標識號（IMEI）在SN被認證之后只能發送出去，否則需要把所有數據存儲在終端設備罩中，從而確保信息的安全性[3]。

3 4G通信技術無線網絡所面臨的主要安全性問題

3.1 網絡實體認證過程中暴露的安全問題

4G網絡作為一種新興的已經完成廣泛應用的移動通信技術，目前可以將各種各樣的固定系統和各種各樣的無線平臺以及頻帶的無線網絡聯結起來推陳出新進行加工，并努力營造出一個相對隔絕的、統一的移動計算環境。在4G網絡技術的各種應用中，網絡的實體認證被認作是當下的廣泛應用之一。一方面實體認證不斷發展；另一方面不法分子也掌控了更多的可乘之機，嘔心瀝血研究當下實體認證漏洞，找到漏洞后進行破壞攻擊，盜取信息，給4G網絡安全帶來致命沖擊。網絡實體主要包括接入網與核心網的實體認證兩個領域的專攻方向，其面臨的威脅可以主要劃分為：網絡攻擊者假冒合法用戶進行網絡認證，在取得了網絡認證后，也就得到了廣泛的不知情者的信任，之后采取進一步的攻擊的非法行為。除上述情況以外，由于無線網絡接入信道的數量和質量以及帶寬情況受到約束，網絡認證安全保障每況愈下，因此目前網絡實體認證安全問題越來越多，當下務必采取合理手段進行控制[4]。

3.2 4G移動終端相關安全性問題

移動終端正隨著科學進步而不斷發展著，4G時代更是引領了移動終端的未來。然而目前移動終端依然面臨一些安全挑戰，例如移動終端身份識別碼被不法分子非法篡改等，終端操作系統一旦被不法分子破壞修改，部分用戶正常的網絡使用可能受到打擊影響，嚴重時甚至產生不可估量的后果。移動終端內可能包含了大量使用者的個人隱私。如果移動終端被惡毒之人攻占，那么造成的后果可能是極大的。除了隱私上的安全問題之外，病毒和惡意代碼也會造成極大的破害，病毒也許會將用戶隱私信息傳輸給其他設備或個人。無論哪一種無線網絡都曾面臨移動終端遭到破壞而帶來的很棘手的問題和挑戰，甚至近年來移動終端被盜用的情況很是普遍。不僅給使用戶造成了經濟上的損失，而且用戶的隱私也被人非法竊取。4G無線網絡要想取得足夠地位，移動終端這一層次上的保障極其必要[2]。

3.3 無線局域網中的AP和認證服務器問題

4G無線網絡運營過程中，網民使用的無線網卡，與距離無線AP或者無線路由器的長度過大時，極有可能超出網絡覆蓋邊緣極值，反饋過去的無線網絡信號較小，導致用戶的4G應用設備，包括手機、平板電腦、計算機等與無線網絡相結合的一切設備，出現卡死現象，造成財產損失。4G網絡屬于無線AP，有時細節之處的不注意可能導致設備根本無法連接無線網絡，在設備出現網絡故障、卡機等狀況時，病毒以及網絡黑客又占有了可乘之機，很可能借此機會攻擊使用者的無線網絡，盜取有關信息和資料，甚至造成財產安全以及隱私泄露[4]。

4 4G通信的無線網絡安全通信對策

4.1 對移動終端進行防護

移動終端的防護工作應從硬件的防護工作入手，優化4G移動終端硬件，保證運行過程的安全、可靠。首先，加固4G網絡操作系統，使其具備遠程控制、驗證等功能，為移動終端提供保護。其次，提升物理硬件的集成度，減少物理攻擊的接口數量，降低被攻擊的概率。通過這些防護手段提升移動終端的安全性[5]。

4.2 構建4G通信安全模型

4G通信安全模型的構建有利于保證4G無線通信網絡正常運行，有利于4G通信安全管理，并且減少各類資源的浪費以及對無線網絡的制約。全面掌握系統安全效率、兼容性和可擴展性等方面的因素是十分必要的。與此同時，重視對溫度、電流與電壓檢查的測試工作，進行有效的物理預防。應根據自身的需求來進行，然后通過建立可協商機制來為無線網絡和移動終端提供自行協商安全協議，保證網絡連接的順利進行。只有通過針對不同場景選擇網絡通信使用狀況，完成對終端的安全防護選項的配置，才能構建科學合理的4G通信系統的安全結構的模型，提升工作的便利性與有效性[3]。

4.3 科學應用效能方式

4G無線通信網絡接入過程中，需要科學應用效能方式。可以通過設置相應輔助安全設備，阻止不安全移動終端的接入，保障網絡通信的安全。在無線接入網和移動終端之間建立雙向身份認證機制，利用數字認證完成移動終端的安全接入。簡化安全協議相關信息，保證可以提升工作便利性與有效性。加強對視頻和多媒體等方面數據的安全過濾，減少黑客的攻擊和非法數據的接入，更好地保護內部系統和核心網絡[3]。

4.4 操作系統加固防護

在人們不斷應用與新的需求的過程中，4G無線網絡也在不斷的發展。因此人們在使用4G網絡時，一定要不斷檢查更新，設立防火墻等保障應用。目前市面上維護4G無線網絡安全的應用也有很多，人們應有意識地通過一些應用或者一些操作系統層次的保護對4G網絡安全進行一定程度的保障[3]。這是必要的，也是根本的。操作系統的加固可以尋求相關技術人員的幫助，確保合理性和實用性。總之，操作系統層面上的防護是重中之重，人們絕不可忽略操作系統這一看似簡單的層面的保護。

5 結束語

綜上可知，移動通信設備和計算機是應用4G網絡最廣泛、最頻繁的終端設備。隨著4G用戶的快速增長，越來越離不開網絡安全的支持，特別是在我國已建成全球規模最大的信息通信網絡的基礎上，做好4G通信的無線網絡安全通信的防護工作，對于我國4G網絡建設發展有著重要意義，能夠進一步加快4G網絡覆蓋全國所有城市和主要鄉鎮的步伐。

[1]申登峰. 基于4G通信技術的無線網絡安全通信分析[J]. 數字通信世界，2017（12）：84.

[2]靳偉. 4G通信技術構架下的無線網絡安全通信思路探索[J]. 數字通信世界，2017（12）：44.

[3]劉文波. 基于4G通信技術的無線網絡安全通信分析[J]. 山東工業技術，2017（23）：115.

[4]吳挺智，劉廣遠. 4G通信技術無線網絡安全防護分析[J]. 中國新通信，2018，20（1）：34.

[5]劉志紅. 基于4G通信技術的無線網絡安全通信分析[J]. 數字通信世界，2018（2）：80-81.

Analysis of Wireless Network Security Communication for4G Communication

Shi Tian

Guangdong Haige Icreate Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510630

With the continuous development and progress of social science and technology, the wireless network service of 4G communication has been spread all over the world. Whether it’s social entertainment in life, or communication in design at work, it is inseparable from it. The operation of wireless network in 4G communication requires a large number of data analysis and processing, a large number of intensive calculations and repeated adjustment of the system parameters, which is a more complex and long-term process. In particular, our country has basically completed the popularity of smart phones, which provides a huge customer base for the use of 4G communication technology. Therefore, as the main technology of communication in China, 4G communication technology will not only affect the economy and public security, but also bring convenience and potential impact on our personal life. By introducing the concepts of 4G communication technology and other related concepts, the paper analyzes the problems of wireless network security communication in the current 4G communication, and puts forward some relevant countermeasures in view of these problems, hoping to meet the development of the city and the increasing demand of people and promote the development of 4G mobile communication technology.

4G communication; wireless network; network security

TN929.53；TN918

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