2017年-中国信通院_5G网络安全需求与架构白皮书_22页_12mb

5G网络安全需求与架构白皮书总结

核心内容概述

本白皮书由IMT-2020(5G)推进组发布，全面分析了5G网络在新业务场景、新技术特征、多种接入方式、新的商业模式以及更高的隐私保护需求等方面的网络安全挑战，并提出了5G网络安全的总体目标与架构设计建议。

主要观点与关键信息

1. 5G网络安全挑战和需求

• 新的业务场景：5G将支持eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）、uRLLC（超可靠低时延通信）三种场景，每种场景具有不同的安全需求，需提供差异化安全保护机制。
• 新技术与新特征：引入SDN和NFV等技术，改变了传统网络的安全架构，增加了虚拟化平台、网络切片和能力开放等新安全挑战。
• 多种接入方式和设备形态：支持WLAN、LTE、固定网络和5G新无线接入技术，需构建统一认证框架，以适应终端设备的多样化和快速切换需求。
• 新的商业模式：5G将支持垂直行业接入，推动网络能力开放，需设计灵活的安全机制以适应第三方业务的接入和授权。
• 更高的隐私保护需求：用户隐私信息在5G开放环境中面临更大风险，需加强身份、位置、服务信息的保护，满足隐私法规要求。

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。
• 按需安全保护：根据业务需求和终端能力，灵活配置安全机制，满足不同业务场景的安全级别。
• 切片安全：确保切片之间的隔离和内部通信安全，支持业务定制化安全策略。
• 隐私保护：提供灵活、按需的隐私保护机制，包括身份、位置、服务信息的保护。
• 安全能力开放：支持核心网与外部业务提供方的安全能力交互，提升网络安全性与业务扩展性。

3. 5G网络安全架构

5G网络安全架构分为八个安全域，涵盖接入、域内、认证与密钥管理、切片安全、隐私保护、用户面安全、安全能力开放及安全凭证管理。

• 网络接入安全：保障信令和用户数据的机密性和完整性。
• 网络域安全：确保网元间通信安全，防止非法访问和攻击。
• 首次认证与密钥管理：基于运营商安全凭证完成用户认证，支持多方式密钥管理。
• 二次认证与密钥管理：支持第三方认证，如业务提供方对终端的认证。
• 安全能力开放：通过API接口开放安全能力，增强业务生态与用户黏性。
• 隐私保护：提供按需、灵活的隐私保护机制，支持不同隐私类型的差异化保护。
• 切片安全：包括切片间隔离、切片内NF通信安全、用户面数据保护等。
• 安全凭证管理：支持对称和非对称安全凭证管理，适应不同设备能力。

4. 5G网络新的安全能力

• 统一认证框架：采用EAP协议，支持多接入方式（如WLAN、5G、有线接入）下的认证与密钥管理。
• 多层次切片安全：包括切片间隔离、切片内NF通信安全、用户面数据保护等。
• 差异化安全保护：根据业务需求，部署不同安全机制，如加密算法、密钥长度、更新周期等。
• 开放的安全能力：通过API接口开放认证、授权、加密等安全能力，便于第三方业务快速接入。
• 按需隐私保护：支持用户隐私偏好的配置与可视化，提供灵活的隐私保护策略。

5. 5G安全标准化建议

• 总体目标：推动全球统一的5G安全技术标准，包括统一认证架构、按需安全保护、切片安全及256比特密钥长度密码算法。
• 标准化阶段：
  • 第一阶段（2018年3月前）：完成安全框架、接入安全、用户数据保护、移动性与会话管理安全、用户身份隐私保护及与EPS互通的研究。
  • 第二阶段（2019年12月前）：重点推进切片安全、能力开放安全、256比特密钥长度对称密码算法等技术的标准化。
• 其他标准化组织：3GPP SA3、SA1、SA2、RAN2、RAN3等均参与5G安全标准化工作，同时ETSI、ONF、ITU-T等也在推动相关技术的标准化。

总结与展望

5G网络安全架构需具备灵活性、可扩展性、统一性与按需特性，以应对多样化的业务场景、设备形态、接入方式和隐私保护需求。推进组建议尽快明确安全需求与架构，推动国际国内标准制定，以实现更加安全可信的5G网络。未来将加强与全球组织、企业、科研机构的合作，共同推动5G安全标准与产业的可持续发展。

主要贡献单位

• 中国信息通信研究院
• 中国移动
• 中国联通
• 中国电信
• 华为
• 大唐电信科技产业集团
• 爱立信（NOKIA上海日乐）
• 中兴
• 信威通信