2024-05-09-未来移动通信论坛-2024年6G安全潜在关键技术白皮书_37页_4mb

6G网络安全关键技术分析总结

1 目录

本报告主要介绍面向未来6G网络的九大安全关键技术，包括：

• 无线物理层安全技术
• 分布式信任技术
• 泛在可信技术
• 量子安全技术
• 隐私保护技术
• 安全能力服务化技术
• 拟态防御技术
• AI安全管理与决策技术
• DTN安全推演技术

2 无线物理层安全技术

2.1 场景与安全需求

• 应用场景：5G物联网设备的安全通信
• 安全需求：解决物联网终端处理能力有限、无法承载复杂信令的问题
• 安全挑战：解决无线窃听、干扰、欺骗等底层安全威胁

2.2 技术原理

• 物理层密钥生成：利用信道特性生成一致密钥
• 物理层安全传输：通过波束赋形和人工噪声注入增强安全性
• 信道指纹认证：利用信道唯一性和时空特性实现节点认证

2.3 技术应用构想

• 在智能超表面(RIS)、通感一体化等6G新技术基础上，提供轻量化安全能力
• 支持海量物联网设备安全通信，满足安全性和低功耗需求

2.4 挑战和建议

1. 引入RIS、通感一体化等6G新技术提升信道改造和感知能力
2. 探索物理层与上层安全机制的深度融合
3. 建立物理层安全性能评价体系
4. 对无线内生安全技术进行全面的性能测评

3 分布式信任技术

3.1 场景与安全需求

• 应用场景：6G网络生态信任管理
• 安全需求：
  1. 支持多频谱、多方资源共享
  2. 实现多网络、多行业生态深度参与下的信任管理
  3. 保证跨域异构网络间的安全交互
• 安全挑战：防范未知身份攻击，降低单点故障风险

3.2 技术原理

• 区块链技术：去中心化、公开透明、不可篡改的分布式账本
• 分布式公钥基础设施(DPKI)：多方共建信任平台
• 数字身份：DID技术实现用户去中心化认证

3.3 技术应用构想

3.3.1 区块链部署模式

1. 底层区块链模式：链式部署
2. 上层区块链模式：网元部署
3. 混合区块链模式：基础功能与服务功能分离架构

3.3.2 分布式认证方案

• 基于区块链的证书管理技术
• 多种证书验证技术路径：
  1️⃣ 哈希值存链方式
  2️⃣ 运营商联盟链方式
  3️⃣ 无证书公钥方式

4 泛在可信技术

4.1 场景与安全需求

• 应用场景：支持AI时代脆弱安全防护机制
• 安全需求：
  1️⃣ 提供一致的安全解决方案
  2️⃣ 保障云边端统一可信
  3️⃣ 实现数据处理过程安全防护

4.2 技术原理

• 安全启动：确保启动程序真实完整
• 可信度量：建立可信度量链
• 远程验证：提供安全状态评估
• 可信执行环境：构建隔离安全环境

5 量子安全技术

5.1 场景与安全需求

• 核心问题：量子计算威胁传统密码系统
• 安全需求：
  💻 保护密钥交换、加密和数字认证
  🔐 实现量子安全通信
• 潜在风险：越来越强大的量子计算机将威胁现有密码系统

5.2 技术原理

5.2.1 QKD技术

• 基于量子力学原理的密钥分发
• 理论上可证明的安全性
• 采用量子通道和经典通道双重通信机制

5.2.2 PQC技术

• 基于新型数学难题的后量子密码算法
• 算法主要包括：
• CRYSTALS-KYBER：密钥封装机制
• CRYSTALS-DILITHIUM：数字签名算法
• FALCON：数字签名算法
• SPHINCS+

5.3 技术应用构想

5.2应用建议

1. 光纤QKD与中继节点结合
2. 部署量子安全IPsec等协议
3. 量子安全PKI支持
4. 量子安全TLS在网络中的应用

7 拟态防御技术

7.1 场景与安全需求

• 面向5G/6G云化服务化架构安全需求
• 核心挑战：解决云化基础设施硬件平台漏洞、系统软件漏洞等广义安全问题

7.2 技术原理

• 动态异构冗余架构(DHR)核心要素：
• 等价功能异构执行体组
• 输入输出代理系统
• 策决反馈控制机制
• 调度器智能学习算法

8 AI安全管理与决策技术

8.1 场景与安全需求

• 智能化网络管理场景中的安全可信需求
• 核心痛点：网络数据隐私保护问题

8.2 技术原理

• 人工智能安全管理与决策技术架构：
• 移动联邦学习技术
• 隐私计算技术
• 人工智能算法分析

9 DTN安全推演技术

9.1 场景与安全需求

• 数字孪生与安全推演相结合
• 安全需求：

• 面向安全推演提供低成本验证环境
• 加强对孪生模型可信性的保障

3 总结

本白皮书提出面向未来6G网络的九大安全关键技术，包括无线物理层安全技术、分布式信任技术、泛在可信技术、量子安全技术、隐私保护技术、安全能力服务化技术、拟态防御技术、AI安全管理与决策技术、DTN安全推演技术。

这些技术对每种技术的适用场景与安全需求、技术原理、在6G中的应用构想以及相关的挑战建议进行了详细阐述，为业界提供技术方向参考，以促进6G网络安全关键技术研发取得进一步突破。