淺談4G無線通信的網(wǎng)絡(luò)安全問題

邵強(qiáng)++尤磊

摘要：目前我國最流行的趨勢就是4G無線通信，同時在計(jì)算機(jī)和無線通信的幫助下，它的發(fā)展前景越來越好。人們更傾向喜歡4G無線通信網(wǎng)絡(luò)的原因在于，在性能上它高了下載的速度，并且能夠全方位滿足用戶對于無線網(wǎng)絡(luò)的需求。同時它融合了無線通信的各種技術(shù)和4G無線通信技術(shù)，這能夠增加網(wǎng)絡(luò)安全性的難度。所以本文分析了相關(guān)問題，比如4G無線通信的網(wǎng)絡(luò)安全存在的問題，并且提出了可行性的安全防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：4G；無線；通信；網(wǎng)絡(luò)安全

當(dāng)前情況下業(yè)內(nèi)人員高度重視4G無線通信的網(wǎng)絡(luò)安全性，因?yàn)樗谴_保移動無線通信系統(tǒng)使用價值得以實(shí)現(xiàn)的重要指標(biāo)。但是在實(shí)際的使用過程中，仍然著許多安全隱患，這對于客戶來說，會給客戶帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失和不便之處，所以必須制定出相對的策略，這樣才能提高4G無線通信的網(wǎng)絡(luò)的安全性。

1 4G無線通信網(wǎng)絡(luò)概述

1.1 4G無線通信網(wǎng)絡(luò)的主要結(jié)構(gòu)和優(yōu)勢

4G無線通信網(wǎng)絡(luò)能夠綜合化管理無線局域網(wǎng)與藍(lán)牙等網(wǎng)絡(luò)之間的信號機(jī)衛(wèi)星通信，還能實(shí)現(xiàn)寬帶連接技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)電視播放技術(shù)上的新的突破和革新發(fā)展。就目前來說，4G通信體系已經(jīng)構(gòu)成了一個比較完善的無線通信網(wǎng)絡(luò)，可以在室內(nèi)與室外種種區(qū)域中提供無線寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并且連接各個區(qū)域中的無線平臺，最終搭建起一個高效的移動數(shù)據(jù)傳輸平臺。在這個通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下，能夠有效的傳輸圖像、聲音與文字等信息，這是無線通信系統(tǒng)中的集成化體系。

1.2 4G通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

4G無線通信網(wǎng)絡(luò)具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它能滿足各個網(wǎng)絡(luò)之間的無縫聯(lián)接，這個建立在全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就構(gòu)成了它的核心網(wǎng)，主要涉及到四大元素：

網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理、承載機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)資源控制與應(yīng)用服務(wù)。跟3G網(wǎng)絡(luò)相比，蜂窩網(wǎng)絡(luò)和電路交換被升級為全I(xiàn)P核心網(wǎng)和分組交換，以便確保4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)移動條件下工作站的高速移動，確保最終能提供2-100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

2 4G無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全威脅

2.1 移動終端的安全威脅

① 因?yàn)橐苿咏K端使用了各種類別的操作系統(tǒng)，而這些移動操作系統(tǒng)還不夠完善，里面存在的漏洞比較多，最終給移動終端造成了安全隱患；②由于移動終端能夠有效的支持無線網(wǎng)絡(luò)中的電子商務(wù)和電子郵件等運(yùn)用，這些無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用在程序方面存在較多的漏洞，而且存在較大的安全隱患，也大大增加了病毒感染的渠道，最終直接威脅到無線終端的安全；③隨著病毒種類越來越多，以前的防病毒軟件在體積上得到了很大程度的增大，而移動終端的計(jì)算能力、存儲能力和電池容量是有限的，根本不能滿足當(dāng)前的需求；④由于本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在保護(hù)驗(yàn)證機(jī)制和訪問控制機(jī)制方面不夠完整，不夠機(jī)密，也不夠完善，移動終端硬件平臺上的各個模塊和內(nèi)部通行接口比較容易受到攻擊者的篡改與非法訪問，使得信息被非法竊取和訪問。

2.2 無線通信網(wǎng)絡(luò)的安全威脅

①由于無線網(wǎng)絡(luò)具有融合和共存等特點(diǎn)，用戶可以實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)相互間的切換，使得無線網(wǎng)絡(luò)移動性管理受到了很大的安全威脅；

②4G網(wǎng)絡(luò)一定要跟異構(gòu)非IP網(wǎng)絡(luò)連接，但是要有可靠的QoS支持，要是不能滿足這些要求，就會存在較大的安全隱患；③無線網(wǎng)絡(luò)的主要構(gòu)成包括安全機(jī)制、協(xié)議和體系，無線網(wǎng)絡(luò)不同會存在一定的差異，在網(wǎng)絡(luò)融合中會有安全威脅，且無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同也易造成容錯性。

2.3 無線業(yè)務(wù)的安全威脅

①隨著基于電子商務(wù)的無線應(yīng)用及增值業(yè)務(wù)的推陳出新，提出了更加高級的安全需求，但現(xiàn)有的安全機(jī)制卻難以滿足；

②因缺少完善的安全交易憑證，無線業(yè)務(wù)的利益沖突會越來越多；③由于一次無線移動業(yè)務(wù)中會涉及多個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、業(yè)務(wù)提供商的服務(wù)，利益爭端更為復(fù)雜，業(yè)務(wù)安全威脅更高。

3 提升4G無線通信網(wǎng)絡(luò)安全性的措施

因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)在基本特性方面不同于有線網(wǎng)絡(luò)，所以，在無線通信的網(wǎng)絡(luò)安全方案設(shè)計(jì)上，一定要將其兼容性、安全性和效率性等因素充分考慮在內(nèi)，最終實(shí)現(xiàn)4G無線通信網(wǎng)絡(luò)安全性的有效提升。

3.1 安全防護(hù)措施

（1）移動終端的安全防護(hù)措施

①在物理硬件的安全防護(hù)方面，為削弱物理接口的被攻擊性，需要提升集成度，增加電流與電壓檢測電路，提高啟動、檢驗(yàn)與存儲等方面的完善性；②在操作系統(tǒng)方面，需選用可靠性強(qiáng)的操作系統(tǒng)，并加固操作系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠滿足混合式訪問控制、遠(yuǎn)程驗(yàn)證、域隔離控制等的安全操作。

（2）無線接入網(wǎng)的安全防護(hù)措施

①高可靠性載體是移動終端與無線接入網(wǎng)建立連接的第一道關(guān)卡，以數(shù)字證書等載體構(gòu)建雙向身份認(rèn)證機(jī)制；②采用相關(guān)技術(shù)措施（如物理地址過濾、端口訪問控制等）設(shè)置無線接入網(wǎng)的細(xì)粒度訪問控制策略；③為防止非可信移動終端接入無線接入網(wǎng)絡(luò)，需運(yùn)用無線接入網(wǎng)自身安全策略來實(shí)現(xiàn)可信移動終端的安全接入功能，或是借助相關(guān)輔助安全設(shè)備來實(shí)現(xiàn)安全接入；④根據(jù)業(yè)務(wù)需求，移動終端在與無線接入網(wǎng)進(jìn)行傳輸過程中需建設(shè)加密傳輸通道，以自主設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸方式來實(shí)現(xiàn)安全傳輸，或是開設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)物理、邏輯隔離；⑤滿足無線接入網(wǎng)的安全數(shù)據(jù)過濾功能，發(fā)揮該功能對無線接入網(wǎng)資源在內(nèi)部系統(tǒng)或核心網(wǎng)中的安全性，防止非法數(shù)據(jù)的侵入；⑥為針對性、有效性分析和記錄移動終端的行為規(guī)律、異常操作，以保障無線接入網(wǎng)的可靠性與高效性，需要結(jié)合移動終端的訪問行為、無線接入設(shè)備的運(yùn)作情況來構(gòu)建統(tǒng)一的監(jiān)控和審計(jì)系統(tǒng)。

3.2 加固保護(hù)措施

（1）研發(fā)與利用加固型操作系統(tǒng)

為了規(guī)避安全問題，在選擇操作系統(tǒng)時，應(yīng)選擇滿足TMP 需求的操作系統(tǒng)，能夠支持遠(yuǎn)程驗(yàn)證、區(qū)域隔離以及混合訪問控制等操作。

（2）采取硬件物理保護(hù)措施

通過加大無線通信測試平臺硬件的集成度，減少存在攻擊威脅的接口數(shù)量，并適當(dāng)增加電壓、電流以及溫度，以此方式達(dá)到檢測電路的目標(biāo)，以防采取物理檢測措施時被攻擊。此外，針對TPM 和全球用戶識別卡中的相關(guān)數(shù)據(jù)，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)安全級別進(jìn)行銷毀處理。

（3）不斷加固硬件平臺

把中國移動互聯(lián)網(wǎng)可信應(yīng)用平臺視作網(wǎng)絡(luò)安全問題基本防護(hù)對象，除了對其進(jìn)行全方位檢測以及可信啟動之外，還應(yīng)予以存儲保護(hù)等安全措施。同時，由于4G 無線通信的核心網(wǎng)是TD-SCDMA，盡管不對稱管制、起步晚以及備受懷疑等主客觀因素對其發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響，但TD-SCDMA的整體發(fā)展趨勢十分明朗，同時還取得了較大成功。而隨著TD-LTE 的不斷推行與普及，其發(fā)展事態(tài)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超TDSCDMA，

全球范圍內(nèi)TD-LTE 的商用網(wǎng)絡(luò)總數(shù)已達(dá)到13 個，其發(fā)展與應(yīng)用必定會成為大勢所趨。

3.3 提升通信服務(wù)效率

因?yàn)闊o線通信在網(wǎng)絡(luò)資源上比較有限，為了有效確保網(wǎng)絡(luò)資源的可靠性和安全性，首先應(yīng)當(dāng)控制安全協(xié)議的信息交互總數(shù)，確保安全信息的精準(zhǔn)性與短小性。其次，控制移動終端的任務(wù)數(shù)量，針對4G 無線通信的網(wǎng)絡(luò)終端制定明確的標(biāo)準(zhǔn)，要求其計(jì)算能力具備明顯的非對稱性。最后，針對處于閑置狀態(tài)的移動終端，必須加以有效利用，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)算、預(yù)認(rèn)證的目標(biāo)。

綜上所述，無線網(wǎng)絡(luò)因?yàn)榉奖惆惭b，使用起來靈活、經(jīng)濟(jì)，能在很大程度上提高用戶的自由度，大大提升了用戶的體驗(yàn)效果，但是不管是2G、3G，還是4G通信，在帶來自由和便利的同時也帶來了新的威脅和挑戰(zhàn)，特別是侵入接入系統(tǒng)和移動終端的黑客和病毒已經(jīng)越來越嚴(yán)重。相信隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和發(fā)展，應(yīng)用合理的安全防護(hù)措施，4G通信的安全性會逐步加強(qiáng)。

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