2024年6G网络安全白皮书构建更安全的6G无线接入层英文版-诺基亚贝尔_11页_368kb

6G增强接入层安全设计白皮书总结

移动网络是促进全球包容性与可持续经济增长的关键基础设施。实现这一目标需构建可信、安全且具备弹性的网络体系。Nokia提出6G需强化接入层（AS）安全设计，强调通过综合研究与标准化实现网络安全性。当前5G已建立成熟的安全标准，其安全机制为6G提供基础，同时需应对新型威胁。

5G接入层安全机制基于3GPP标准，采用PDCP层进行加密与完整性保护。该层通过安全模式命令（SMC）激活安全功能，使用加密算法对用户面（UP）和控制面（CP）数据进行保护。然而，MAC层作为协议栈底层，缺乏加密措施。尽管4G时代认为MAC层威胁较低，但随着安全研究深入，发现该层存在可被利用的漏洞。例如，MAC控制元素（CE）中的定时提前信息可被用于定位用户设备，而载波聚合配置的激活位图可通过监控CE识别用户移动轨迹。

6G网络预计承载更多关键服务通信，需强化MAC层保护机制。当前协议栈结构中，MAC层将处理更多控制流程，因此需引入新型安全措施。Nokia提出两种改进方案：1）重用PDCP层保护机制，针对MAC CE设置保护区域，通过添加头部字段指示保护区域位置与大小，并结合计数器与方向位生成唯一初始化向量；2）将CP加密功能下移至MAC层，实现从PDCP到MAC的全链路保护。解决方案可灵活配置，仅对敏感MAC CE应用加密，避免影响非保护数据传输。

该设计保持与现有5G安全架构的兼容性，采用与PDCP相同的加密算法（如SNOW3G、AES、ZUC），通过扩展密钥派生函数输入参数实现密钥生成。同时支持256位算法演进及单算法认证加密（AEAD）模式。用户设备需具备MAC层安全能力声明，与网络协商具体加密方案。此方法在满足MAC层实时性要求的同时，显著提升控制通信安全性，为6G长期演进奠定安全基础。