5G時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全問題探析

楊青豐 劉思雨 唐麗萍

【摘 ?要】信息技術(shù)的發(fā)展極大促進(jìn)了人類社會的進(jìn)步，5G時(shí)代在為人們的生活工作提供更多便利的同時(shí)，其自身計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全問題逐漸受到人們的關(guān)注?；诖耍撐氖紫葘?G網(wǎng)絡(luò)概念及優(yōu)勢進(jìn)行了闡述，簡要分析了5G網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，進(jìn)而引發(fā)對5G時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全問題的思考，并尋求能夠有效解決5G網(wǎng)絡(luò)信息安全問題的對策，以期為我國5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的順利發(fā)展提供幫助。

【Abstract】The development of information technology has greatly promoted the progress of human society. While 5G era provides more convenience for people's life and work， its own computer network information security has gradually attracted people's attention. Based on this， this paper firstly describes the concept and advantages of 5G network， briefly analyzes the 5G network control technology， and then causes the consideration of the computer network information security problems in the 5G era， and seeks for effective solutions to the 5G network information security problems， so as to provide help for the smooth development of 5G network technology in China.

【關(guān)鍵詞】5G時(shí)代;計(jì)算機(jī);網(wǎng)絡(luò)信息安全

【Keywords】5G era; computer; network information security

【中圖分類號】TP393.08 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2021）12-0146-03

1 引言

近年來，我國從1G空白實(shí)現(xiàn)了5G領(lǐng)先，5G時(shí)代的到來不僅僅是滿足于人們?nèi)粘Ｍㄔ?、上網(wǎng)等基本功能，而是更加智能化、信息化，是集通信、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能等諸多先進(jìn)技術(shù)為一體的復(fù)雜體系。通信系統(tǒng)越復(fù)雜它所面臨的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題也就越多，因此，5G時(shí)代的到來還需要我們在網(wǎng)絡(luò)信息安全方面做好保障。

2 5G網(wǎng)絡(luò)的概念及優(yōu)勢

2.1 5G網(wǎng)絡(luò)的概念

5G即5th-Generation，是對第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡稱，如果說4G時(shí)代改變了個(gè)人的生活和工作模式，那么5G的影響更加巨大，改變的不僅僅是個(gè)人，而是諸多行業(yè)甚至整個(gè)國家的發(fā)展格局。5G網(wǎng)絡(luò)在4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化和提升，目前來看，5G應(yīng)用主要有3個(gè)方面：一是對現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)一步發(fā)展，提升用戶體驗(yàn);二是人工智能的應(yīng)用，如無人駕駛、VR/AR等的應(yīng)用;三是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。相比4G而言，5G在信息傳輸方面速率更高、網(wǎng)絡(luò)功耗更低、頻譜效率更高，同時(shí)5G網(wǎng)絡(luò)還能夠與人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等有機(jī)融合，形成巨大的信息網(wǎng)絡(luò)，涉及生產(chǎn)生活的方方面面。

2.2 5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢

首先，5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步提升了信息傳輸速率。目前LTE峰值速率能夠達(dá)到100MB/s，5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可以在此基礎(chǔ)上提升10倍甚至百倍。這是因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)選擇了更高頻率波段的無線電波，相比4G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波而言具有更強(qiáng)的穿透性，數(shù)據(jù)信息在傳播過程中能量衰減少，利用度高，傳輸速率更快，用戶體驗(yàn)更好。

其次，5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)延更低。相比4G網(wǎng)絡(luò)而言，5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下端到端時(shí)延大大縮短，業(yè)務(wù)時(shí)延不到5ms，通信環(huán)境更佳。

最后，更多設(shè)備的連接。5G時(shí)代的到來最大的優(yōu)勢是將更多設(shè)備連接到無線網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)“萬物聯(lián)網(wǎng)”。5G網(wǎng)絡(luò)利用方向性波束賦形，通過吸收屏蔽和交叉極化的方式實(shí)現(xiàn)收發(fā)信號的同步，有效提升了傳輸速率，降低網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)更多終端設(shè)備之間的連接，實(shí)現(xiàn)“萬物聯(lián)網(wǎng)”[1]。

3 5G網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)分析

3.1 大規(guī)模MIMO控制技術(shù)

5G一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)就是大規(guī)模MIMO技術(shù)，即大規(guī)模天線技術(shù)。傳統(tǒng)的TDD網(wǎng)絡(luò)天線最多不超過8天線，而大規(guī)模MIMO控制技術(shù)天線數(shù)可以達(dá)到256個(gè)。從信號覆蓋維度來看，傳統(tǒng)的MIMO技術(shù)下，信號覆蓋只能實(shí)現(xiàn)水平方向的移動(dòng)，無法進(jìn)行垂直方向上的移動(dòng)，信號的發(fā)射是平面發(fā)射的，而大規(guī)模MIMO控制技術(shù)下，信號覆蓋不僅能夠水平方向移動(dòng)，還能夠進(jìn)行垂直方向上的移動(dòng)，信號輻射是以電磁波束狀發(fā)射出去的，覆蓋范圍更廣。從現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上來看，大規(guī)模MIMO控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)信息實(shí)時(shí)傳輸，同時(shí)還能夠提升通信傳輸速度，從而提升通信信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量。因此，大規(guī)模MIMO控制技術(shù)的應(yīng)用能夠更好地滿足當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)展的需求。

3.2 同時(shí)同頻全雙工技術(shù)

與傳統(tǒng)的FDD、TDD雙工方式相比，全雙工技術(shù)突破了傳統(tǒng)FDD與TDD方式對頻譜資源使用的限制，頻譜資源的使用更加方便靈活。同時(shí)同頻全雙工技術(shù)能夠同時(shí)利用相同的信號頻譜，進(jìn)行兩個(gè)收發(fā)系統(tǒng)的信息傳輸，提高了空口頻譜效率，同時(shí)也降低了收發(fā)系統(tǒng)信息響應(yīng)延時(shí)。但是全雙工技術(shù)對于干擾消除技術(shù)要求較高，需要具備極強(qiáng)的干擾消除能力，尤其是在多天線以及組網(wǎng)環(huán)境下，同時(shí)同頻全雙工技術(shù)應(yīng)用存在較大的難度。

3.3 D2D技術(shù)

在5G之間，傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)組網(wǎng)方式是以基站為中心實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)覆蓋，但是由于基站無法移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠靈活。而5G網(wǎng)絡(luò)不僅要實(shí)現(xiàn)用戶端與終端的網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)還有更多無線多媒體業(yè)務(wù)加入進(jìn)來，傳統(tǒng)的技術(shù)模式難以滿足大量用戶在不同環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求。D2D技術(shù)則能夠很好地解決這一問題，D2D技術(shù)無需依靠現(xiàn)實(shí)中的基站，而是以虛擬基站網(wǎng)絡(luò)為中心，拓展網(wǎng)絡(luò)連接和接入方式，用戶端與終端之間通信距離更短，通信效果更好。與此同時(shí)，D2D技術(shù)的應(yīng)用還能夠大大提升頻譜資源的利用效率，降低功耗，延時(shí)更低，有效改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，為大量用戶各種復(fù)雜業(yè)務(wù)提供可靠的通信網(wǎng)絡(luò)[2]。

4 5G時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全問題

4.1 網(wǎng)絡(luò)通信安全問題

5G時(shí)代的到來相比4G時(shí)代為人們帶來了更多便利，用戶網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)更佳。但是5G網(wǎng)絡(luò)采用了更多先進(jìn)的通信技術(shù)，改變了原來4G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，改變了傳統(tǒng)以基站為中心的通信模式，同時(shí)也無法使用傳統(tǒng)以基站為中心的信息安全監(jiān)測體系，而是用戶與用戶之間進(jìn)行直接通信，這就容易產(chǎn)生更多網(wǎng)絡(luò)通信安全問題，而如何加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信保護(hù)是5G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)通信需要考慮的問題。此外，5G時(shí)代的到來也為海量信息傳輸?shù)臋z測和加密等安全防護(hù)提出了更高的要求，海量終端超大連接也承擔(dān)著更高的安全責(zé)任，一旦受到全網(wǎng)攻擊會造成嚴(yán)重的后果。

4.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全問題

縱觀無線通信技術(shù)的發(fā)展，每一次技術(shù)的革新都必將帶來更多的安全隱患問題。相比4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，5G網(wǎng)絡(luò)采用了切片技術(shù)，通過對每個(gè)業(yè)務(wù)進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)置實(shí)現(xiàn)更加高效的數(shù)據(jù)傳輸。但是一旦網(wǎng)絡(luò)切片被非法程序訪問，必將會破壞用戶數(shù)據(jù)的完整性，造成大量用戶數(shù)據(jù)被破壞和泄漏。此外，5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，數(shù)據(jù)的傳輸方式更加靈活和開放，而數(shù)據(jù)所面臨的安全問題也更加嚴(yán)峻，有可能會在傳輸過程中被非法攔截、違法盜取、惡意篡改等，并且一旦個(gè)人數(shù)據(jù)被盜取，由于5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸更快，很難對盜取的數(shù)據(jù)進(jìn)行追蹤，這些問題必將隨著5G技術(shù)的發(fā)展而顯現(xiàn)出來[3]。

4.3 用戶隱私安全問題

在4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，用戶隱私安全問題就一直存在，而5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，用戶與其他用戶之間的訪問更加頻繁，連接數(shù)量也更多，用戶隱私安全問題更難以保障。與此同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)由于依靠高頻段實(shí)現(xiàn)信息傳輸，雖然高頻段具有波長短、能量高的優(yōu)勢，但是同時(shí)由于波長較短，信號覆蓋范圍受到限制，就需要更加密集的基站提供信號傳輸支持，但是基站的增加使得用戶被精準(zhǔn)定位，如果有不法分子運(yùn)用運(yùn)營商定位數(shù)據(jù)，則會造成用戶隱私泄漏問題。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，用戶隱私逐漸變得透明，一旦被不法分子進(jìn)行利用將會對個(gè)人和全社會造成嚴(yán)重的損失，因此，需要相關(guān)部門做好風(fēng)險(xiǎn)防范。

4.4 5G技術(shù)自身的缺陷問題

5G技術(shù)是近年來新興起的技術(shù)，雖然其在4G技術(shù)上進(jìn)行了更多的延伸和優(yōu)化，但是目前還沒有進(jìn)行大范圍使用。5G技術(shù)目前還不算成熟，人們所發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題只是在部分地區(qū)推廣使用過程中所暴露出來的問題，例如，D2D通信技術(shù)在5G網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用存在很大的干擾性，嚴(yán)重影響周圍用戶，這是5G技術(shù)的發(fā)展帶來的新的問題。但是對于5G技術(shù)其他方面的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題，有可能還有許多目前尚未暴露出來，人們尚未發(fā)現(xiàn)的問題，可能隨著5G技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用在未來體現(xiàn)出來?？偠灾?，5G技術(shù)屬于新興科技，在使用過程中不可避免地會存在各種各樣的問題，如何進(jìn)一步優(yōu)化5G技術(shù)，并且做好網(wǎng)絡(luò)信息安全問題預(yù)測和預(yù)防是研發(fā)人員需要解決的問題[4]。

5 5G時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全問題的應(yīng)對措施

網(wǎng)絡(luò)信息安全問題是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代每個(gè)人都需要面對的問題，5G時(shí)代的到來可以從以下幾方面進(jìn)行應(yīng)對。

5.1 建立健全5G安全體系

5G時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全問題不僅僅涉及用戶個(gè)人，還關(guān)系到國家眾多項(xiàng)目的發(fā)展。同時(shí)，我國5G技術(shù)發(fā)展迅速，5G安全問題關(guān)系著未來我國5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。因此，在5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展初期有必要建立健全5G安全體系。

首先，加快5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用相比4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對基礎(chǔ)設(shè)施有了更多的要求，與此同時(shí)在安全體系建設(shè)方面也需要做好相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)，從國家、企業(yè)、個(gè)人等層面構(gòu)建我國5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)安全保障體系。此外，在市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方面還需要考慮到5G基站、管線以及機(jī)房等一系列配套設(shè)施的部署，為5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的順利推進(jìn)創(chuàng)造安全穩(wěn)定的環(huán)境。其次，無線通信技術(shù)的每一次創(chuàng)新變革都會引發(fā)一系列新的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題。5G時(shí)代的到來，相關(guān)技術(shù)人員可以充分參考4G時(shí)代初期在發(fā)展過程中遇到的一系列問題，結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)和具體應(yīng)用對未來5G發(fā)展過程中可能遇到的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題進(jìn)行預(yù)測，并盡可能進(jìn)行規(guī)避，同時(shí)提高網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管部門的工作效率，全力做好5G網(wǎng)絡(luò)信息安全體系建設(shè)。最后，加強(qiáng)5G供應(yīng)鏈安全管理。一方面要加強(qiáng)我國5G全球供應(yīng)鏈系統(tǒng)建設(shè)，對5G供應(yīng)鏈有可能存在的網(wǎng)絡(luò)安全問題進(jìn)行識別，根據(jù)問題來源、造成的影響采取有效的應(yīng)對措施，構(gòu)建可持續(xù)的5G供應(yīng)鏈;另一方面要積極與國外其他國家加強(qiáng)技術(shù)合作，共同推進(jìn)5G技術(shù)的發(fā)展。

5.2 做好網(wǎng)絡(luò)信息安全問題應(yīng)急預(yù)案

對5G時(shí)代到來可能會帶來的一系列網(wǎng)絡(luò)信息安全風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行預(yù)判，并制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案是十分必要的。在進(jìn)行預(yù)案制定方面需要充分考慮5G技術(shù)的復(fù)雜性，多角度、多層面考慮問題，雖然目前我們無法百分之百保證網(wǎng)絡(luò)信息安全，但是要盡量做到一旦有問題出現(xiàn)可以及時(shí)拿出有效的解決措施，第一時(shí)間將損失降到最低，保護(hù)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的健康發(fā)展。

首先，做好經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案。5G時(shí)代的到來無疑是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，科技的進(jìn)步能夠有效推動(dòng)人類社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，然而這種經(jīng)濟(jì)具有很大的不確定性，因此需要做好相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)緊急預(yù)案。其次，做好文化風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案。網(wǎng)絡(luò)信息的普及和發(fā)展使得信息傳播速度更快，范圍更廣，與此同時(shí)也加劇了不同國家和地域之間的文化傳播，其中不乏一些不良文化思想的滲透。在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，必將有越來越多的文化涌入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，有可能會對我國本土優(yōu)秀傳統(tǒng)文化造成巨大沖擊。因此，有必要做好文化風(fēng)險(xiǎn)緊急預(yù)案，創(chuàng)造文明健康的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。最后，做好社會風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，幾乎每個(gè)家庭都有手機(jī)、平板等電子設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)在給人們生活工作帶來便捷的同時(shí)也影響著更多人的娛樂方式和思維模式。目前，智能電子設(shè)備逐漸呈現(xiàn)出低齡化趨勢，越來越多的兒童將手機(jī)網(wǎng)游、短視頻等作為主要娛樂方式，甚至沉溺于虛擬的網(wǎng)絡(luò)文化中不可自拔，長此以往有可能造成兒童心理問題，形成錯(cuò)誤的思想觀念等，引發(fā)一系列社會性問題[5]。因此，需要意識到5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對整個(gè)社會造成的風(fēng)險(xiǎn)問題，并制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案。

5.3 加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)督管理

目前，我國已經(jīng)正式進(jìn)入5G時(shí)代，我國網(wǎng)絡(luò)信息安全即將迎來新的挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管部門需要加大監(jiān)管力度，充分保證5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)信息安全。首先，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管部門要對5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有充分的了解，未雨綢繆，提前部署，積極預(yù)防，對有可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題做好防范。其次，監(jiān)督管理部門要不斷提高個(gè)人業(yè)務(wù)能力，學(xué)習(xí)相關(guān)業(yè)務(wù)知識，有效識別網(wǎng)絡(luò)信息安全隱患問題，并將其扼殺在萌芽中，避免引發(fā)更大的安全問題。最后，發(fā)揮市場監(jiān)督作用。5G網(wǎng)絡(luò)的順利發(fā)展與推行，需要市場為用戶提供安全的5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，獲取用戶對5G網(wǎng)絡(luò)的信任，因此，市場應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮監(jiān)督作用。例如，可以開放舉報(bào)通道，借廣大民眾的力量共同監(jiān)督5G網(wǎng)絡(luò)信息安全，共同構(gòu)建公平、公正、安全的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境。此外，在監(jiān)管過程中，還需要對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理分配，并提供有效的安全認(rèn)證機(jī)制，讓廣大用戶能夠放心使用5G網(wǎng)絡(luò)。

5.4 不斷完善5G各項(xiàng)技術(shù)

5G時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全問題的產(chǎn)生很大一部分原因是5G技術(shù)不成熟、不完善引起的，由于5G技術(shù)自身一些缺陷的存在使得一些不法分子有機(jī)可乘，因此，完善5G各項(xiàng)技術(shù)是解決一系列可能造成的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題的關(guān)鍵。目前，我國不少地區(qū)紛紛試水5G網(wǎng)絡(luò)，除了不同地區(qū)暴露出來的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題之外，還需要做好用戶體驗(yàn)及市場調(diào)研，有效挖掘5G網(wǎng)絡(luò)背后所隱藏的不完善之處，并采取有效措施不斷優(yōu)化，為廣大民眾提供更加可靠、安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境[6]。除此之外，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)人員也要不斷創(chuàng)新，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息知識，在現(xiàn)有的5G技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)升級，通過不斷完善5G各項(xiàng)技術(shù)保障我國在全面進(jìn)入5G時(shí)代后網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全性，5G技術(shù)相關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)也能夠健康發(fā)展。

6 結(jié)語

5G時(shí)代的到來對人類社會產(chǎn)生的影響必將是深遠(yuǎn)的，這將是一場前所未有的變革，在未來必然有著廣闊的發(fā)展前景。但是與此同時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)清醒地認(rèn)識到，目前5G技術(shù)尚未完全成熟，還有諸多安全隱患需要引起我們高度關(guān)注，網(wǎng)絡(luò)信息安全問題是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代不可避免的問題，而5G時(shí)代的到來無疑會使得這一問題更加復(fù)雜和難以防御。因此，適用于5G技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全管理機(jī)制必須盡快完善，對有可能引發(fā)的一系列問題做好充足的應(yīng)急準(zhǔn)備工作，最大程度增強(qiáng)5G網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)能力，在享受5G網(wǎng)絡(luò)更多便捷的同時(shí)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)信息安全。

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