2024-06-11-中国联通-6G网络安全需求与架构白皮书_23页_14mb

OS&PERE
中国联合网络通信有限公司研究院/中国联通网络与安全研究院/下一代互联网宽带业务应用国家工程研究中心 2024年5月

一、6G安全研究概述

• 6G作为下一代移动通信技术，融合数字世界与物理世界，定义六大应用场景（沉浸通信、高可靠低延迟、大规模通信、泛在连接、通感一体化、通智一体化）和四大设计原则，安全成为核心需求。
• 全球主要国家和组织已布局6G研发，将可信、安全、弹性列为首要目标或核心需求之一。

二、从ITU新场景看6G安全新需求

2.1 浸入式通信

• 场景特点： XR、全息通信等应用，需高带宽、低延迟。
• 安全需求：
  • 敏感信息（人脸、语音）传输需隐私保护。
  • 快速加解密算法保障大流量数据传输。

2.2 极高可靠低延迟通信

• 场景特点： 工业控制、远程医疗等关键应用，端到端延迟小于1ms。
• 安全需求：
  • 简化认证流程，优化安全机制，减少延迟影响。
  • 提出内生安全机制，确保传输效率与安全性。

2.3 极大规模通信

• 场景特点： 连接密度超过10⁶/km²，设备类型多样化（如无源/半无源终端）。
• 安全需求：
  • 轻量化加密算法，适应低功耗设备。
  • 针对海量连接设计高效密钥管理机制，防范拒绝服务攻击。

2.4 泛在连接

• 场景特点： 包括卫星网络、地空一体化网络，拓展至偏远区域。
• 安全需求：
  • 引入基于共识的可信模式，保障跨设备接入安全。
  • 工域网配置多设备互信机制，防止信号干扰与信息泄露。

2.5 通感一体化

• 场景特点： 融合通信与感知功能，支持车辆、无人机等实时定位与环境感知。
• 安全需求：
  • 用户数据（位置、轨迹）的高强度加密。
  • 授信第三方共享机制，确保敏感数据安全处理。

三、6G网络安全新理念

“三链”模型指安全设计：

1. 防御链：从外向内纵深防护，涵盖硬件、数据、网络、操作系统及应用。
2. 内生链：通过物理层安全、抗量子密码、AI等技术构建网络内生可信能力。
3. 互信链：使用区块链、数字身份等技术实现多方互信，支持星地网络、跨设备共享等场景。

四、6G网络安全架构设计

4.1 安全域模型

基于3GPP 5G架构，扩展为七个安全域：

1. 网络接入域（1）
2. 网络域（Ⅱ）
3. 用户域（Ⅲ）
4. 应用域（Ⅳ）
5. SBA域（Ⅴ）
6. 安全服务域（Ⅶ）
7. 数字孪生域（VIII）

4.2 整体安全架构

构建三层结构：

1. 基础资源层：包含存储、网络、算力等基础资源。
2. 网络基础设施层：包括网元设备、安全资源池、数字孪生功能。
3. 管理和服务层：通过AI实现智能安全编排，提供安全即服务（Security as a Service）。

五、未来展望

• 6G需从“外挂式”安全转向“内生化多维可信体系”，应对复杂场景下的安全挑战。
• 中国联合网络通信有限公司研究院将持续推动6G安全技术攻关，构建可信安全产业生态。