5G環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)安全威脅與防護(hù)策略

一、前言

5G技術(shù)的普及推動了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等領(lǐng)域的深度變革，滿足了海量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與高速數(shù)據(jù)傳輸需求。但隨著應(yīng)用場景拓展，其安全威脅愈發(fā)凸顯：數(shù)據(jù)隱私保護(hù)不足、協(xié)議存在漏洞、攻擊面因設(shè)備規(guī)模化與基礎(chǔ)設(shè)施密集化而擴(kuò)大，旁路攻擊等新型威脅也對網(wǎng)絡(luò)切片安全構(gòu)成挑戰(zhàn)，不僅會威脅用戶隱私，還影響關(guān)鍵行業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，系統(tǒng)分析5G網(wǎng)絡(luò)安全威脅并提出針對性防護(hù)策略，對保障“萬物互聯(lián)”時代的網(wǎng)絡(luò)安全具有重要意義。

二、5G環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)安全威脅分析

（一）數(shù)據(jù)隱私與信息泄露風(fēng)險

現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)信息隱私性保護(hù)方面的措施尚未完善，尤其在個人隱私信息保護(hù)上存在諸多安全隱患，難以適配5G網(wǎng)絡(luò)下海量數(shù)據(jù)傳輸需求，使得5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息隱私面臨更高風(fēng)險。同時，5G網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)、醫(yī)療、交通等行業(yè)聯(lián)系愈發(fā)密切，跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)共享需求激增。這些領(lǐng)域涉及的敏感數(shù)據(jù)在傳輸過程中，因現(xiàn)有保護(hù)機(jī)制對多場景適配不足，安全漏洞更為凸顯，進(jìn)一步加劇了信息泄露的可能性，對用戶隱私和行業(yè)數(shù)據(jù)安全構(gòu)成威脅[。

（二）協(xié)議漏洞與安全機(jī)制缺陷

5G網(wǎng)絡(luò)與4G網(wǎng)絡(luò)均依賴認(rèn)證和密鑰協(xié)商協(xié)議實(shí)現(xiàn)用戶與網(wǎng)絡(luò)的相互信任，但該協(xié)議存在明顯漏洞，網(wǎng)絡(luò)黑客可借此判斷手機(jī)位置并進(jìn)行追蹤監(jiān)測，且協(xié)議版本受攻擊后，用戶在使用網(wǎng)絡(luò)過程中會遭遇惡意收取流量費(fèi)用的情況。同時，5G網(wǎng)絡(luò)處于新型網(wǎng)絡(luò)時代，包含較多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層面和控制層面，而當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)信息安全協(xié)議是基于功能較單一、應(yīng)用與控制層面較少的傳統(tǒng)移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，難以充分滿足5G網(wǎng)絡(luò)信息安全及架構(gòu)的安全需求，致使無論網(wǎng)絡(luò)空間還是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，在信息安全方面均存在隱患，面對網(wǎng)絡(luò)攻擊時防御能力明顯不足。

（三）攻擊面擴(kuò)大與多樣化威脅

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至2025年，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量增至215億臺，遠(yuǎn)超當(dāng)前的70億，如此大規(guī)模的設(shè)備接人使得5G網(wǎng)絡(luò)面臨的潛在攻擊目標(biāo)急劇增加，每一臺設(shè)備都可能成為安全缺口，為網(wǎng)絡(luò)攻擊提供更多入口。同時，為提升數(shù)據(jù)傳輸速率，5G網(wǎng)絡(luò)需建設(shè)更為密集的基站，而企業(yè)、公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施對5G的依賴度不斷提升，在無形中讓更多移動網(wǎng)絡(luò)攻擊面暴露出來。

（四）網(wǎng)絡(luò)切片與旁路攻擊隱患

網(wǎng)絡(luò)切片作為共享物理資源，是為適應(yīng)不同場景需求而獨(dú)立出來的虛擬網(wǎng)絡(luò)，在系統(tǒng)管理程序下集中控制和管理，不同切片對網(wǎng)絡(luò)安全性要求存在差別，卻處于同一物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，這種共享物理資源的特性使其極易成為旁路攻擊的目標(biāo)，為跨切片滲透提供可能。旁路攻擊能繞過對加密算法的復(fù)雜分析，借助密碼算法的硬件結(jié)合執(zhí)行時間、輻射及功耗等運(yùn)算泄露信息，利用統(tǒng)計理論進(jìn)行密碼破解，通過分析加密算法過程推理出密鑰，迅速破解5G某一切片中虛擬機(jī)的代碼運(yùn)行規(guī)律，進(jìn)而掌握其他切片的代碼規(guī)律并發(fā)起安全攻擊，對整個系統(tǒng)安全構(gòu)成威脅[2。

（五）密碼管理與密鑰保護(hù)不足

密碼管理對保障網(wǎng)絡(luò)安全意義重大，尤其是針對政府機(jī)構(gòu)或擁有重要信息的其他機(jī)構(gòu)，當(dāng)前施行的密碼管理服務(wù)尚未健全，使得部分網(wǎng)絡(luò)密碼在5G環(huán)境下易被高級破解技術(shù)攻克，造成信息泄露并形成危害。同時，密鑰管理環(huán)節(jié)存在明顯不足，在密鑰生成、分發(fā)及更新等全生命周期過程中，現(xiàn)有機(jī)制未能形成有效防護(hù)，存在諸多漏洞，進(jìn)一步加劇了5G網(wǎng)絡(luò)中信息泄露的風(fēng)險。

三、5G環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)策略

（一）強(qiáng)化數(shù)據(jù)隱私保護(hù)與身份認(rèn)證

1.構(gòu)建多重身份驗(yàn)證體系

針對5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備規(guī)模化接入、場景多樣化的特點(diǎn)，需突破傳統(tǒng)單一身份驗(yàn)證模式，構(gòu)建適配5G架構(gòu)的多維度驗(yàn)證體系。該體系可融合用戶終端硬件特征、實(shí)時網(wǎng)絡(luò)環(huán)境參數(shù)及動態(tài)生物信息等要素，形成交叉驗(yàn)證機(jī)制，彌補(bǔ)AKA協(xié)議在身份認(rèn)證中的漏洞。通過整合終端標(biāo)識、加密證書與臨時會話密鑰，在用戶接入網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸及服務(wù)請求各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)分層驗(yàn)證，減少因單一驗(yàn)證方式被攻破導(dǎo)致的身份被盜用風(fēng)險，提升用戶身份信息在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的可信度，為數(shù)據(jù)隱私保護(hù)筑牢第一道防線。

2.推進(jìn)端到端數(shù)據(jù)加密

針對5G網(wǎng)絡(luò)中工業(yè)、醫(yī)療、智慧城市等跨場景數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)雜性，需構(gòu)建端到端數(shù)據(jù)加密體系，覆蓋數(shù)據(jù)從終端生成、邊緣節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)皆贫舜鎯Φ娜溌贰Ｍㄟ^部署動態(tài)加密算法，在數(shù)據(jù)發(fā)出端進(jìn)行初始加密，傳輸過程中依托邊緣計算節(jié)點(diǎn)實(shí)時更新加密密鑰，到達(dá)接收端后通過專屬解密機(jī)制驗(yàn)證解鎖，形成閉環(huán)加密鏈條。同時，對傳輸數(shù)據(jù)中的敏感信息實(shí)施隱私脫敏處理，剝離個人標(biāo)識、核心參數(shù)等關(guān)鍵內(nèi)容，僅保留必要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)在傳輸環(huán)節(jié)即使被非授權(quán)獲取，也無法提取有效信息，降低跨場景數(shù)據(jù)共享中的數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險[3]。

（二）完善網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議與機(jī)制

1.優(yōu)化身份認(rèn)證協(xié)議

5G網(wǎng)絡(luò)沿用的認(rèn)證和密鑰協(xié)議存在明顯漏洞，網(wǎng)絡(luò)黑客可借此實(shí)施位置追蹤與監(jiān)測，協(xié)議版本受攻擊后還會導(dǎo)致用戶遭遇惡意收取流量費(fèi)用的情況。鑒于5G尚處于初步發(fā)展階段，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)仍有更新空間，需針對性升級該協(xié)議以修復(fù)現(xiàn)有漏洞。升級過程中應(yīng)強(qiáng)化身份驗(yàn)證邏輯，對用戶位置相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行加密處理，避免位置信息被非法解析。同時優(yōu)化計費(fèi)交互機(jī)制，明確流量費(fèi)用核算的加密校驗(yàn)環(huán)節(jié)，防止惡意篡改計費(fèi)信息。通過上述調(diào)整，使升級后的協(xié)議更適配5G多應(yīng)用層、多控制層的架構(gòu)特點(diǎn)，減少因協(xié)議缺陷引發(fā)的安全風(fēng)險。

2.制定5G專屬安全協(xié)議

制定5G專屬安全協(xié)議需緊密結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片與邊緣計算特性，針對網(wǎng)絡(luò)切片共享物理資源卻存在差異化安全需求的情況，在協(xié)議中嵌入切片間隔離規(guī)則與動態(tài)權(quán)限分配機(jī)制，避免跨切片安全風(fēng)險。同時適配邊緣計算中終端與邊緣節(jié)點(diǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù)交互，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)的加密與校驗(yàn)邏輯。通過構(gòu)建能覆蓋多應(yīng)用層、控制層的動態(tài)協(xié)議體系，使其可根據(jù)不同場景安全需求實(shí)時調(diào)整規(guī)則，充分滿足5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的安全需求。

（三）升級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與動態(tài)防御能力

1.重構(gòu)安全基礎(chǔ)架構(gòu)

5G網(wǎng)絡(luò)不能依賴傳統(tǒng)管理技術(shù)和安全構(gòu)架，過去依靠人工管理多個控制臺的模式已無法適配5G的復(fù)雜需求，且與現(xiàn)有諸多技術(shù)方案不兼容，導(dǎo)致安全措施失效。重構(gòu)安全基礎(chǔ)架構(gòu)需摒棄此類傳統(tǒng)模式，轉(zhuǎn)向定制化設(shè)計，以適配5G多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層面和控制層面的特點(diǎn)，針對不同場景安全需求打造專屬防護(hù)模塊。同時推進(jìn)集成化架構(gòu)建設(shè)，打破技術(shù)方案間的壁壘，解決系統(tǒng)版本不兼容問題，提升不同設(shè)備與系統(tǒng)的協(xié)同能力，使安全機(jī)制能覆蓋網(wǎng)絡(luò)各環(huán)節(jié)。

2.部署智能自動檢測系統(tǒng)

依托大數(shù)據(jù)分析與AI技術(shù)部署智能自動檢測系統(tǒng)，需以5G網(wǎng)絡(luò)中終端、邊緣節(jié)點(diǎn)及云端產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過AI算法構(gòu)建動態(tài)威脅識別模型，覆蓋從終端接入到邊緣計算，再到云端存儲的全鏈路。系統(tǒng)需實(shí)時采集各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析異常流量、異常訪問模式及潛在攻擊特征，在終端層面識別惡意代碼注人風(fēng)險，在邊緣節(jié)點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸異常，在云端匯總分析全網(wǎng)威脅趨勢，形成多層級聯(lián)動檢測機(jī)制。同時，通過AI驅(qū)動的自動化響應(yīng)模塊，在發(fā)現(xiàn)威脅時快速觸發(fā)防御措施，減少人工干預(yù)延遲。

（四）構(gòu)建云端協(xié)同防御體系

1.終端與云端安全協(xié)同

終端層面需從硬件、軟件及系統(tǒng)多維度強(qiáng)化安全防護(hù)，通過升級設(shè)備固件、優(yōu)化操作系統(tǒng)安全模塊、部署終端側(cè)加密程序，筑牢前端安全防線。云端依托網(wǎng)絡(luò)能力提供集中化安全監(jiān)測，構(gòu)建覆蓋全網(wǎng)的安全預(yù)警系統(tǒng)，對終端上傳數(shù)據(jù)實(shí)施端到端加密處理，并保障數(shù)據(jù)存儲環(huán)節(jié)的安全性。借助云端遠(yuǎn)程管控功能，可實(shí)時追蹤終端運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常時快速介入，形成終端前端防護(hù)與云端后端支撐的聯(lián)動機(jī)制，使終端與云端在安全防護(hù)中形成互補(bǔ)，提升5G網(wǎng)絡(luò)整體防御效能，適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、多設(shè)備連接的特點(diǎn)。

2.邊緣計算安全增強(qiáng)

邊緣計算作為5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理與傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，其安全增強(qiáng)需聚焦邊緣節(jié)點(diǎn)部署加密與訪問控制機(jī)制。在數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)，對邊緣節(jié)點(diǎn)與終端、云端間的交互數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)時加密處理，采用適配5G高帶寬特性的加密算法，減少數(shù)據(jù)在傳輸途中的暴露風(fēng)險。同時，建立嚴(yán)格的訪問控制體系，對訪問邊緣節(jié)點(diǎn)的設(shè)備與用戶進(jìn)行身份核驗(yàn)，依據(jù)業(yè)務(wù)需求劃分訪問權(quán)限層級，限制非授權(quán)主體的操作范圍。通過上述措施，使邊緣節(jié)點(diǎn)既能高效處理數(shù)據(jù)，又能在數(shù)據(jù)落地與流轉(zhuǎn)過程中形成安全屏障，與終端防護(hù)、云端監(jiān)測形成聯(lián)動，降低數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)的安全隱患，適配5G網(wǎng)絡(luò)多場景數(shù)據(jù)交互的特點(diǎn)。

（五）健全密碼管理與密鑰體系

1.強(qiáng)化密鑰全生命周期管理

密鑰全生命周期管理需覆蓋生成、分發(fā)、更新等各環(huán)節(jié)，依托多方驗(yàn)證技術(shù)筑牢初始安全防線，在密鑰生成階段引人多節(jié)點(diǎn)交叉校驗(yàn)機(jī)制，通過不同主體的獨(dú)立驗(yàn)證確認(rèn)密鑰有效性，減少單一節(jié)點(diǎn)生成可能存在的漏洞。分發(fā)過程中使用加密傳輸通道，結(jié)合設(shè)備標(biāo)識與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行權(quán)限匹配，限制密鑰傳遞范圍。建立動態(tài)更新機(jī)制，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、威脅態(tài)勢及密鑰使用周期自動觸發(fā)更新流程，通過多方式信息驗(yàn)證確保更新指令的合法性，避免未授權(quán)替換。通過上述全流程管控，彌補(bǔ)現(xiàn)有密鑰管理中存在的漏洞，提升5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下密鑰在各環(huán)節(jié)的安全性，適配密碼保護(hù)級別提升的需求。

2.推廣新型加密技術(shù)

推廣新型加密技術(shù)需聚焦5G網(wǎng)絡(luò)密碼保護(hù)需求，將量子加密等前沿技術(shù)融入現(xiàn)有加密體系，借助其抗干擾與不可破解特性，強(qiáng)化密碼算法的防御層級。針對5G環(huán)境下高級密碼破解技術(shù)的威脅，通過量子密鑰分發(fā)機(jī)制提升密鑰生成與傳輸?shù)陌踩裕辜用苓^程脫離傳統(tǒng)數(shù)學(xué)算法限制，減少被暴力破解的風(fēng)險。同時，結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)多應(yīng)用場景特點(diǎn)，優(yōu)化新型加密技術(shù)的適配性，在保證加密強(qiáng)度的前提下，適配海量設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)男市枨螅纬赡艿钟鶑?fù)雜破解手段的加密屏障，彌補(bǔ)現(xiàn)有密碼管理服務(wù)的不足，提升5G網(wǎng)絡(luò)整體密碼防護(hù)水平。

（六）優(yōu)化安全管理與應(yīng)急響應(yīng)

1.完善市場監(jiān)管機(jī)制

完善市場監(jiān)管機(jī)制需從多維度構(gòu)建防護(hù)體系，建立透明的用戶與5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者身份認(rèn)證體系，通過標(biāo)準(zhǔn)化流程實(shí)現(xiàn)雙方身份信息的可追瀕與互信，消除認(rèn)證環(huán)節(jié)的模糊地帶。同時規(guī)范信息傳遞全流程，明確數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的責(zé)任主體與操作標(biāo)準(zhǔn)，使每一次信息交互都有明確依據(jù)，提升大量信息的辨識度與真實(shí)性。配套完善監(jiān)管機(jī)制與有效的舉證通道，制定合理化的處理措施，對信息泄露、盜用等行為形成約束。在此基礎(chǔ)上建立用戶身份與信用機(jī)制，結(jié)合實(shí)際情況調(diào)配網(wǎng)絡(luò)資源，從管理層面減少信息安全隱患，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)空間服務(wù)的有序性。

2.動態(tài)更新安全響應(yīng)計劃

動態(tài)更新安全響應(yīng)計劃需構(gòu)建“漏洞掃描一威脅識別一熱修復(fù)一預(yù)案迭代”的閉環(huán)體系。通過實(shí)時態(tài)勢感知捕捉零日漏洞跡象，結(jié)合威脅情報精準(zhǔn)定位威脅向量與影響面，實(shí)施靶向補(bǔ)丁部署消除隱患。修復(fù)后，將根因分析報告與處置SOP反哺至前端檢測引擎，優(yōu)化識別規(guī)則庫，推動計劃動態(tài)演進(jìn)。該機(jī)制可自適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)威脅的突變性，在安全事件中依托積累的處置經(jīng)驗(yàn)壓縮MTTR，提升RTO達(dá)標(biāo)率，降低漏洞利用損失，確保與行業(yè)安全基線實(shí)時對齊。

（七）引入專業(yè)化安全服務(wù)

依托托管安全服務(wù)模式，可將5G網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)營功能外包，分流企業(yè)安全運(yùn)維負(fù)載，降低人力投入與時間成本，使資源向核心業(yè)務(wù)傾斜。5G網(wǎng)絡(luò)部署涉及海量監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，細(xì)微疏漏易誘發(fā)高危漏洞，托管服務(wù)商通過 7×24h 持續(xù)監(jiān)測與動態(tài)管控基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)時溯源潛在高危威脅，壓縮風(fēng)險敞口。該模式從冗余日常運(yùn)維中釋放內(nèi)部安全團(tuán)隊(duì)，聚焦5G網(wǎng)絡(luò)核心安全域，增強(qiáng)防護(hù)精準(zhǔn)度與響應(yīng)效能，適配5G網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)化、動態(tài)化的安全場景。

四、結(jié)語

綜上所述，5G網(wǎng)絡(luò)面臨數(shù)據(jù)隱私泄露、密鑰生命周期管理缺陷、AKA協(xié)議脆弱性、攻擊面泛化及旁路攻擊滲透等多重安全風(fēng)險。對此，需通過部署多因素認(rèn)證（MFA）與端到端加密筑牢數(shù)據(jù)防線，迭代安全協(xié)議棧與重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，搭建云邊端協(xié)同防御架構(gòu)，構(gòu)建密鑰全生命周期管控體系，完善合規(guī)監(jiān)管與應(yīng)急響應(yīng)流程，引人MSSP托管安全服務(wù)等策略應(yīng)對。未來需深度融合量子加密等前沿技術(shù)，推進(jìn)安全機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)化落地，強(qiáng)化自適應(yīng)防御能力，適配5G多領(lǐng)域深度應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與安全保障的協(xié)同演進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王瀚洲，周洺宇，劉建偉，等.5G網(wǎng)絡(luò)安全威脅發(fā)現(xiàn)及解決方法綜述[J].信息安全研究，2024，10（04）：340-346.

[2]馮國聰，王健，付志博.5G網(wǎng)絡(luò)信息安全的威脅及防護(hù)技術(shù)探討[J].工程技術(shù)研究，2023.8（01）：226-228

[3]米仁沙·艾尼.5G網(wǎng)絡(luò)信息安全威脅與防護(hù)技術(shù)研究[J].軟件，2021，42（09）：135-137.

[4]西佳平.5G網(wǎng)絡(luò)信息安全威脅及防護(hù)技術(shù)研究探索[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2021，39（07）：178-180.

作者單位：天津市網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全和技術(shù)保障中心

責(zé)任編輯：王穎振鄭凱津