2017-5G网络安全需求与架构_23页-13mb

5G网络安全需求与架构总结

核心内容

5G作为新一代移动通信技术，将在提升用户体验的同时，支持海量物联网设备接入和低时延业务场景。随着5G网络架构的演进和新业务的引入，网络安全面临前所未有的挑战，包括多样化的业务场景、多种接入方式、新型网络架构、更高的隐私保护需求以及新的商业模式等。因此，5G网络安全需要具备统一认证框架、多层次切片安全、按需数据保护、开放安全能力、多样化的安全凭证管理以及灵活的隐私保护机制。

主要观点

1. 5G网络安全挑战与需求

• 多样化的业务场景：5G支持eMBB、mMTC和uRLLC三种场景，每种场景具有不同的安全需求，需提供差异化的安全保护机制。
• 新技术与新特征：5G引入了SDN和NFV等技术，改变了传统网络的安全架构，需考虑虚拟化平台的安全性、网络切片的隔离性以及能力开放带来的安全风险。
• 多种接入方式和设备形态：5G需支持WLAN、LTE、固定网络等多种接入方式，并适应不同终端设备（如具备SIM卡的设备和无SIM卡的轻量级设备）的安全认证需求。
• 新的商业模式：5G网络将支持垂直行业应用，改变传统的可信模式，需构建开放的、可配置的安全架构。
• 更高的隐私保护需求：由于业务和场景的多样化，用户隐私面临更多风险，需提供灵活、按需的隐私保护机制。

2. 5G安全总体目标

• 统一认证框架：支持多种接入方式和凭证，确保终端设备安全接入网络。
• 按需安全保护：满足不同业务的生命周期和时延要求，提供灵活的安全机制。
• 隐私保护：保障用户身份、位置、服务信息等隐私数据的安全，符合相关法规要求。
• 网络架构安全：涵盖NFV/SDN、切片安全、能力开放等方面的安全保障。

3. 5G网络安全架构

5G网络安全架构分为八个安全域：

1. 网络接入安全：保障用户接入网络的信令和用户数据安全。
2. 网络域安全：保障网元间信令和用户数据的安全交换。
3. 首次认证和密钥管理：实现统一认证框架，完成用户身份验证和密钥管理。
4. 二次认证和密钥管理：支持外部数据网络的业务认证和密钥管理。
5. 安全能力开放：通过API接口向第三方业务提供安全能力，增强生态合作。
6. 应用安全：保障用户与业务提供方之间的安全通信。
7. 切片安全：包括切片间安全隔离、切片内NF通信安全、切片与外部设备的通信安全等。
8. 安全可视化和可配置：支持用户感知安全特性，实现安全策略的灵活配置。

4. 5G网络新的安全能力

• 统一的认证框架：基于EAP协议，支持多种接入方式（如WLAN、LTE、5G新无线）的认证，实现无缝切换。
• 多层次切片安全：包括UE与切片间安全、切片内NF间安全、切片与外部NF/设备间安全等，确保切片之间的隔离与安全。
• 差异化安全保护：根据业务需求，部署不同的用户面数据保护机制，如加密终结点和不同加密方式。
• 开放的安全能力：通过API接口向第三方业务开放安全能力，提升业务部署效率。
• 灵活多样的安全凭证管理：支持对称和非对称安全凭证，适应不同终端设备的认证需求。
• 按需的用户隐私保护：提供身份标识、位置信息、服务信息等隐私数据的保护，支持隐私保护策略的灵活配置和可视化。

关键信息

• 安全架构设计：需支持数据安全、统一认证、切片安全、能力开放和按需隐私保护。
• 认证机制：5G支持多种认证协议（如EAP-AKA、EAP-TLS、EAP-PSK），并通过统一认证框架实现灵活认证。
• 切片安全机制：包括切片间隔离、切片内NF通信安全、切片与外部设备的安全通信。
• 隐私保护类型：涵盖身份标识、位置信息、服务信息、用户行为和用户偏好等。
• 标准化建议：IMT-2020(5G)推进组建议在2018年3月前完成安全框架、用户数据保护等研究，在2019年12月前重点推进切片安全、能力开放安全、256比特密钥算法等标准化工作。
• 参与单位：包括中国信息通信研究院、中国移动、中国联通、中国电信、华为、大唐电信、诺基亚、中兴、信威通信等。

总结

5G网络安全架构需具备统一性、灵活性和可扩展性，以应对多样化的业务场景、新型网络技术、多种设备形态和隐私保护需求。通过引入统一认证框架、切片安全机制、开放安全能力、按需数据保护和隐私保护策略，5G网络将实现更高级别的安全保障。同时，标准化工作是5G安全发展的重要支撑，需在国际和国内层面推动统一安全标准的制定，以确保5G网络的安全性和可信度。