2017-5G网络安全需求与架构白皮书_23页_12mb

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，将在提升移动互联网体验的同时，支持海量物联网设备接入和超低时延业务，如自动驾驶、远程控制等。随着技术的发展，5G网络将面临前所未有的安全挑战，包括新业务场景、新技术特征、多种接入方式、多样化设备形态以及新的商业模式等。因此，5G网络安全架构需要具备统一认证、切片安全、按需保护、隐私保护、安全能力开放等能力，以满足不同业务场景的安全需求。

主要观点

• 5G网络将支持三种主要业务场景：eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）、uRLLC（超可靠低时延通信），每种场景对安全保护有不同需求。
• 5G网络引入了SDN和NFV技术，使得网络功能虚拟化，这为安全带来了新的挑战，包括虚拟化平台的安全管理、切片之间的隔离、以及开放安全能力带来的信任问题。
• 5G网络需要构建统一的认证框架，以支持多种接入方式（如WLAN、LTE、5G新无线接入）和多样化的终端设备（如具备SIM卡的设备、无SIM卡的设备等）。
• 网络切片是5G的重要特性，切片安全机制包括切片间隔离、切片内NF通信安全、切片与外部设备间通信安全等。
• 针对不同业务的安全需求，5G网络应提供差异化的用户面数据保护机制，包括加密终结点选择、加密算法和密钥长度的按需配置。
• 5G网络安全能力可通过API接口向第三方开放，支持业务层的访问认证、终端安全能力扩展等，增强用户黏性和运营商收入来源。
• 5G网络需要支持灵活、多样化的安全凭证管理，包括对称和非对称凭证管理机制，以适应物联网设备的轻量化和低成本需求。
• 用户隐私保护是5G安全的重要组成部分，涵盖身份标识、位置信息、服务信息等，需通过加密、匿名化、可配置隐私策略等方式进行保护。
• 5G安全需满足按需隐私保护、安全策略可视化、用户偏好设置等能力，以适应不同场景和用户需求。

关键信息

5G安全总体目标

• 保障通信安全和网络架构安全。
• 支持多种应用场景下的差异化安全保护。
• 实现统一认证框架、灵活切片安全、按需用户面保护、隐私保护及安全能力开放。

5G网络安全架构

• 分为八个安全域：网络接入安全、网络域安全、首次认证和密钥管理、二次认证和密钥管理、安全能力开放、应用安全、切片安全、安全可视化和可配置。
• 网络接入安全包括控制面和用户面的信令和数据保护。
• 网络域安全关注网元间的数据交换安全。
• 切片安全机制涵盖切片间隔离、切片内NF通信安全、切片与外部设备间通信安全等。
• 安全能力开放通过API接口实现，便于第三方业务使用5G安全能力。

5G安全新能力

• 统一认证框架：支持多种接入方式和认证机制，如EAP-AKA、IEEE802.1x等，实现无缝切换和高效认证。
• 多层次切片安全：包括切片间隔离、切片内NF通信安全、切片与外部设备通信安全等，确保业务隔离和安全通信。
• 差异化用户面保护：根据业务需求配置不同的加密算法、密钥长度和保护方式，实现按需安全保护。
• 开放的安全能力：通过API接口，支持第三方业务使用认证、加密等安全能力，提升业务灵活性。
• 灵活的安全凭证管理：支持对称和非对称凭证管理，满足不同设备的安全需求，尤其是物联网设备的低成本需求。
• 按需用户隐私保护：涵盖身份标识、位置信息、服务信息等，提供灵活、可配置的隐私保护策略。

标准化建议

• 5G安全需在ITU和3GPP框架下推进全球统一标准，包括安全框架、用户数据保护、切片安全、能力开放安全等。
• 分两阶段推动标准化：第一阶段完成安全框架、接入安全、用户数据保护、移动性管理等；第二阶段推进切片安全、256比特密钥算法等。
• 5G安全标准化涉及多个组织，包括3GPP SA3、SA1、SA2、RAN2、RAN3等，以及ETSI、ONF、ITU-T等，共同推动安全架构和流程的标准化。

未来展望

5G网络安全架构将支持多样化的业务场景、多种接入方式、新型网络架构及更高的隐私保护需求。通过构建统一、灵活、可扩展的安全框架，5G网络将能够满足不同用户和行业对安全的不同要求，实现更安全、更可信的通信环境。推动5G安全标准化和产业共识，有助于5G安全技术的发展和应用落地。

主要贡献单位

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