5G萬物互聯(lián)的時代即將到來需要重構(gòu)5G安全架構(gòu)
5G網(wǎng)絡“高速率、低時延、海量連接”的特點,為個人移動通信帶來優(yōu)質(zhì)體驗的同時,還為各領(lǐng)域提供了重要的基礎(chǔ)通信服務,為傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展注入了新的動力,尤其在無人駕駛、工業(yè)控制、智慧城市等方面將大放異彩。信息網(wǎng)絡和垂直行業(yè)的深度融合,注定了5G時代信息安全問題將更加復雜多變。
全國政協(xié)委員、中國聯(lián)通研究院院長張云勇
信息安全的前提是核心技術(shù)必須掌握在自己手中。但是,從美國對中興通訊出口管制、將華為公司列入管制實體名單等事件中,反映出我國在信息核心技術(shù)領(lǐng)域還存在很多短板。隨著5G商用全面展開,我國必須加強自主芯片、操作系統(tǒng)、安全架構(gòu)等基礎(chǔ)核心技術(shù)的研發(fā),依托核心創(chuàng)新能力,統(tǒng)籌推進研發(fā)、標準、產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新,形成支撐產(chǎn)業(yè)升級的自主創(chuàng)新能力,真正實現(xiàn)網(wǎng)絡強國。一方面需要依托國家頂層設計和支持力度,整合優(yōu)勢資源,探索合作機制,持續(xù)迭代以適應不斷發(fā)展的技術(shù)和使用需求,提升國家自主創(chuàng)新能力。另一方面,核心技術(shù)需要通過國家指導下的重點領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化應用,培育產(chǎn)業(yè)鏈和應用生態(tài),使技術(shù)真正成為國之重器。
無處不在的安全需求
5G網(wǎng)絡可以提供增強移動寬帶(eMBB)、低功耗大連接(eMTC)、低時延高可靠(uRLLC)三大類應用場景服務。5G網(wǎng)絡的特點是內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的邊界變得越來越模糊,網(wǎng)絡泛化成為一個大趨勢,需要重構(gòu)5G安全架構(gòu)。5G也是萬物互聯(lián)的時代,安全問題也越來越復雜,尤其是金融、醫(yī)療、交通等應用場景對5G網(wǎng)絡安全性要求極高。安全需求無處不在,保障信息安全是發(fā)展5G的基本前提。
需求一:多應用場景的安全需求
與前幾代移動通信網(wǎng)絡相比,5G網(wǎng)絡在速率、時延、連接數(shù)量等方面都有巨大飛躍,可滲透到國民生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。5G的三類應用場景在速率、連接、時延等方面需求差異很大,因此也產(chǎn)生了差異化的安全需求。
增強移動寬帶業(yè)務,主要體現(xiàn)為高帶寬需求,此場景下終端與網(wǎng)絡需要進行大量的數(shù)據(jù)交互,例如VR、AR和高清視頻等。這類業(yè)務需要對用戶和業(yè)務的關(guān)鍵信息進行重點加密,并對信息傳輸采用統(tǒng)一加密方式進行安全管理。
低功耗大連接業(yè)務主要特點是終端設備多樣化、設備數(shù)量海量化、接入方式多元化,例如智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、共享經(jīng)濟等。這類業(yè)務安全需求較低,可采用統(tǒng)一加密方式進行安全管理,重點平衡安全管理與海量接入間的關(guān)系,提升設備接入使用的高效性。
低時延高可靠業(yè)務主要體現(xiàn)為業(yè)務對低時延和高可靠性的雙重要求,如車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛和輔助駕駛等遠程控制業(yè)務。這類業(yè)務涉及生命財產(chǎn),需要在保證高級別的安全保護措施下,不額外增加通信時延,需要重點優(yōu)化業(yè)務接入過程中身份認證的時延、數(shù)據(jù)安全保護傳輸帶來的時延。
需求二:多接入設備的安全需求
5G作為革新的通信網(wǎng)絡,接入設備是多種多樣的。由于設備接入形式和應用場景不同,安全需求也不同。
在通用業(yè)務場景中,5G業(yè)務需具備接入認證、數(shù)據(jù)機密性保護、用戶隱私保護等通用安全特性。
在垂直行業(yè)應用中,不同的接入設備有其特殊的安全需求。例如自動駕駛應用領(lǐng)域,車輛的移動性特點需要其隨時接入多種網(wǎng)絡,業(yè)務邏輯復雜,安全性要求非常嚴格。此時,5G網(wǎng)絡“異構(gòu)多層無線接入”特性需提供多種網(wǎng)絡接入認證機制、密鑰切換機制等,以保證自動駕駛的安全性。
在一些涉及政府、國防、安全、科研、軍隊等重要行業(yè)領(lǐng)域,接入設備的安全性要求更加嚴苛。例如涉及國家秘密的重要通信領(lǐng)域,除了提供通用的安全認證機制之外,還需從接入終端的安全架構(gòu)、終端芯片、操作系統(tǒng)、密碼算法、認證機制等方面提供端到端的安全可信計算環(huán)境。
需求三:多商業(yè)模式的安全需求
5G網(wǎng)絡不僅要滿足超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動性的需求,還將為垂直行業(yè)提供通信服務。因此,5G時代,勢必會出現(xiàn)全新的網(wǎng)絡模式和通信服務模式,跨界運營將成為業(yè)務運營的常態(tài),傳統(tǒng)意義的網(wǎng)絡設備和終端的概念將會發(fā)生改變,各類新型終端以及業(yè)務形式的出現(xiàn)將會帶來不同態(tài)勢的安全需求。
這種情況下,現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)“用戶—終端—運營商”式的簡單可信模式不能滿足5G時代各類新興的商業(yè)模式,需要對可信模式進行變革,以應對相關(guān)領(lǐng)域的擴展型需求。例如,自動駕駛業(yè)務需要人、車、路、氣候等多方面的數(shù)據(jù)融合,需要建立安全、智能的運營體系,在提供超凡業(yè)務體驗的同時,需要構(gòu)建不同的安全服務流程、數(shù)據(jù)隱私保護機制等,來支撐創(chuàng)新的商業(yè)模式。
主動防御筑牢信息安全屏障
5G時代,垂直行業(yè)與移動網(wǎng)絡的深度融合,催生了網(wǎng)絡架構(gòu)的發(fā)展和安全需求的爆發(fā),帶動了傳統(tǒng)行業(yè)的深刻變革。當前是5G技術(shù)、標準以及產(chǎn)業(yè)運用蓬勃發(fā)展的重要時期,需要緊緊抓住發(fā)展機遇,統(tǒng)籌解決5G網(wǎng)絡落地商用階段遇到的各方面問題,全方位地推進5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展,筑牢信息安全屏障。
場景1:新業(yè)務場景安全服務
5G網(wǎng)絡三大應用場景的業(yè)務在速率、連接、時延等方面需求差異很大,安全服務需求也各不相同,針對這三類場景,需要分類別差異化地提供網(wǎng)絡安全服務。
在增強移動寬帶應用場景下,為用戶提供高速上網(wǎng)體驗的同時,網(wǎng)絡需具備更快的安全反應和處理能力,對惡意攻擊進行快速反應,及時修補漏洞避免更大的安全風險;同時,由于5G網(wǎng)絡的開放性特征,為了更好地實現(xiàn)業(yè)務跨界融合,需要支持外部網(wǎng)絡的二次認證,提供更安全的服務。
在高密度大連接業(yè)務場景下,由于物聯(lián)網(wǎng)設備具有資源有限、無人值守、數(shù)量巨大等特點,很容易受到克隆攻擊、信令風暴等攻擊,傳統(tǒng)的密碼認證方式不能很好地解決身份認證問題,需要提供群組認證機制,解決海量物聯(lián)網(wǎng)設備認證所帶來的克隆攻擊等風險,需要提供抗DDOS攻擊機制,應對信令風暴攻擊的危險。
在低時延高可靠業(yè)務場景下,網(wǎng)絡需要能夠提供低時延和高可靠的交互能力,需要提供低時延的安全算法和協(xié)議、邊緣計算的安全架構(gòu)以及安全上下文的交換機制。
場景2:云端協(xié)同安全機制
5G網(wǎng)絡安全應保護多種應用場景下的通信安全以及5G網(wǎng)絡架構(gòu)安全,其主要安全機制包括網(wǎng)絡接入方面、認證擴展、信令保護,在安全策略的管理框架之內(nèi),基于服務化的思想,建立一種按需的5G安全管理機制,為垂直行業(yè)提供定制性和差異化的安全能力服務。對安全需求更高的行業(yè),還可將滿足自己安全需求的能力、功能進行定制化,通過服務接口編排到網(wǎng)絡切片當中,形成行業(yè)專有的安全切片,和其他切片資源相互隔離,同時網(wǎng)絡安全策略采用強定制的方式,以防范非法接入以及跨切片的攻擊等。
當前,云端協(xié)同的安全防御體系要求終端從硬件層、操作系統(tǒng)層、應用層等多個層面分別構(gòu)建安全防護措施,同時利用云端網(wǎng)絡能力提供的安全支持,達到端到端的認證加密、多級隔離、數(shù)據(jù)安全存儲、遠程安全管控、應用系統(tǒng)安全保障等防護。
場景3:能力開放主動防御
5G時代,隨著業(yè)務形式及運營模式的巨大變革,網(wǎng)絡能力開放已是大勢所趨。通過構(gòu)建統(tǒng)一開放的網(wǎng)絡安全能力,運營商可為垂直行業(yè)客戶提供各類安全服務。具體來說,可對網(wǎng)絡中的安全資源(包括密碼算法、5G認證協(xié)議和安全知識庫等)進行抽象和封裝,對外提供安全服務,為加密傳輸業(yè)務提供認證服務、信用服務、入侵檢測等,使其更高效、更安全地實現(xiàn)信息安全服務。
傳統(tǒng)的信息安全,受限于技術(shù)發(fā)展,普遍采用被動防御方式。伴隨大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、云計算技術(shù)、SDN技術(shù)、安全情報收集的發(fā)展,信息系統(tǒng)安全檢測技術(shù)對安全態(tài)勢分析越來越準確,對安全事件預警越來越及時精準,到5G時代,主動防御已成為必然。未來5G網(wǎng)絡作為連接的重要基礎(chǔ)設施,運營商可通過開放安全資源池,在網(wǎng)絡切片和邊緣計算的基礎(chǔ)上,定制5G安全專網(wǎng),在主動防御設計理念中引入AI等技術(shù),實現(xiàn)對垂直行業(yè)網(wǎng)絡的深層次安全加固。
當前,世界政治經(jīng)濟形勢正在發(fā)生深刻復雜的變化,我國改革發(fā)展進入關(guān)鍵時期,國家信息安全面臨的形勢更加嚴峻復雜。近年來,從斯諾登事件、美國對我國企業(yè)的出口管制事件,再到關(guān)乎普通百姓的數(shù)據(jù)隱私泄露、惡意攻擊等問題,無不凸顯著我國信息安全問題的嚴峻性。
信息安全的前提是核心技術(shù)必須掌握在自己手中。5G時代在開放合作的理念下,我國必須加強自主芯片、操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)核心技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)權(quán)保護和轉(zhuǎn)化,依托核心創(chuàng)新能力,統(tǒng)籌推進科技、標準、產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新,形成支撐產(chǎn)業(yè)升級的自主創(chuàng)新能力,真正實現(xiàn)網(wǎng)絡強國。
來源:人民政協(xié)報





