【OPPO】6G安全白皮书_41页_2mb

6G 安全架构总结

核心内容

6G安全架构将基于零信任理念，结合智能安全技术，以应对6G时代带来的业务多样化、终端多样化、连接多样化、架构多样化的安全挑战。6G安全的重点将从传输安全转向数据与隐私保护，并强调动态安全编排、分布式安全机制以及轻量级安全技术。

主要观点

• 6G安全趋势：安全重点从传输安全转向数据和隐私保护，尤其在工业互联网、数字健康等场景中，数据的高价值性和隐私敏感性成为关键。
• 零信任架构：零信任强调“所有实体默认不可信”，通过动态策略、最小权限访问和全面监控来保障数据和资源的安全。
• 智能安全编排：基于6G的AI能力，安全策略将实现智能、灵活、动态编排，满足不同子系统和场景的多样化需求。
• 多信任模式：针对多源数据、多利益相关方的场景，6G安全需支持多方信任和分布式安全，确保数据按归属隔离、防止滥用。
• 轻量级安全机制：为适应零功耗终端设备的资源限制，6G将引入轻量级认证、轻量级数据传输安全等机制。

关键信息

新业务的安全需求

• 数据与隐私保护：随着AI、XR、数字孪生等新业务的出现，6G需重点保护数据资产和用户隐私。
• 多维度业务场景：包括数字健康、沉浸式多媒体、工业互联网等，均对数据安全提出不同要求。
• 动态安全策略：需要根据业务需求动态调整安全策略，确保数据的合理使用和访问。

新终端的安全需求

• 零功耗通信：基于射频能量采集、反向散射和低功耗计算，需设计轻量级安全机制。
• 多信任模式：不同终端和业务数据需建立独立安全域，实现数据隔离和授权管理。
• 资源受限下的安全：零功耗设备需降低计算和存储开销，实现高效安全认证和数据授权。

新连接的安全需求

• 通感一体化：感知信号与通信信号融合，需在物理层进行安全保护，防止感知数据被窃取或篡改。
• 超大规模连接：支持数以亿计的设备连接，需考虑分布式安全机制和高效密钥管理。
• 频谱共享：通过区块链与智能合约实现高可靠、透明、可验证的频谱共享和跨运营商计费。

新架构的安全需求

• 极简多能架构：6G系统采用“极简核心 + N个子系统”的架构，实现灵活的、按需分配的安全能力。
• AI增强安全：AI将用于安全策略编排和安全功能优化，提升系统安全性。
• 模块化安全能力：包括认证、授权、密钥管理、安全基础设施等，支持6G系统灵活配置。

基于零信任的6G智能安全架构

核心组件

• 安全策略引擎（SPE）：制定安全策略，根据安全变量和业务/系统变量动态调整策略。
• 安全策略管理功能（SPA）：负责安全策略的制定与执行之间的通信，提供输入/输出。
• 安全策略执行点（SPEP）：为每个子系统配置安全功能，实现差异化的安全编排。

安全策略编排与执行

• 安全策略制定：基于业务安全需求和系统安全能力，选择合适的认证、授权、密钥管理、安全基础设施。
• 安全策略执行：结合6G空口技术（如智能超表面、高频大规模天线等），增强安全功能性能。
• 实例：工业互联网 + 零功耗通信子系统采用轻量级认证、分布式认证、基于数据的授权、物理层密钥、区块链等技术。

6G时代关键安全技术

区块链与6G安全

• 多方信任：区块链支持联盟链和分布式身份管理，实现跨域安全凭证管理和授权。
• 频谱共享：利用区块链和智能合约，实现高可靠、透明、可验证的频谱共享与计费。
• 分层凭证管理：支持三层安全凭证管理架构，实现多方信任与数据授权。

物理层安全与6G安全

• 物理层密钥生成：利用无线信道的随机性、时变性和互易性，实现无密钥存储的轻量级认证。
• 物理层认证：通过设备指纹和信道特征实现高安全性的终端认证。
• 物理层安全传输与加密：基于香农理论和Wyner模型，实现无加密依赖的安全传输和感知信号加密。

AI安全与6G

• AI安全风险：包括数据窃取、隐私泄露、模型破坏、对抗攻击、模型逆向、模型反演等。
• AI增强安全：AI可用于安全策略编排、信道状态估计、安全波束成形等，提升系统安全能力。

后量子安全

• 量子计算威胁：对非对称加密算法造成威胁，尤其是RSA、ECC等。
• 后量子安全技术：
  • 后量子密钥生成与分配：如量子密钥分发（QKD）。
  • 后量子安全算法：如基于格密码学、编码密码学、多变量密码学的加密算法。
  • 后量子安全协议：如简化算法协商、默认配置优化。
  • 密钥长度增强：将对称密钥长度从128位扩展到256位。

结语

6G安全架构将基于零信任理念，结合AI、区块链、物理层安全、后量子安全等技术，实现智能、灵活、高效、可扩展的安全机制。6G安全体系将适应多样化的业务、终端、连接和架构，为6G系统的长期发展提供坚实的安全基础。