5G技術(shù)支持下的應(yīng)用場(chǎng)景安全應(yīng)對(duì)措施

張 潔

(江西省電子信息工程學(xué)校,江西 南昌 330096)

0 引言

5G通信技術(shù)能夠?qū)Ω髱?、更高性能的低延時(shí)進(jìn)行支持,與以往通信技術(shù)相比,5G在網(wǎng)絡(luò)接入和服務(wù)方式等方面都具有一定的差異性。因此,需要在5G技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對(duì)相關(guān)的安全應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行全面落實(shí)[1]。

1 5G應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)特點(diǎn)

從相關(guān)機(jī)構(gòu)的研究中可得,5G業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景包括以下幾方面。

1.1 三大業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景

1.1.1 增強(qiáng)移動(dòng)帶寬

對(duì)移動(dòng)帶寬進(jìn)行全面的增強(qiáng)具有重要的意義,其能夠提供高速率性能,有效升級(jí)個(gè)人消費(fèi)流量。將4G和5G兩者進(jìn)行對(duì)比,后者速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者,就算該區(qū)域內(nèi)聚集大量人群,其依舊保持高下載速率。網(wǎng)絡(luò)速率全面提升后,用戶(hù)可以全面體驗(yàn)VR或超高清服務(wù)。另外,部分業(yè)務(wù)對(duì)速率具有較高要求,這也為其帶來(lái)了一定創(chuàng)新機(jī)遇以及發(fā)展的可能[2]。

1.1.2 海量物聯(lián)網(wǎng)通信

海量物聯(lián)網(wǎng)通信關(guān)鍵的基礎(chǔ)為萬(wàn)物互聯(lián),其相關(guān)的通信形式以人-物和物-物為主[3]。另外,其能夠增大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積,并且不斷向深入進(jìn)行挖掘和延展,從而使傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場(chǎng)景得到全面的發(fā)展,如智慧城市、智能交通等。

1.1.3 高可靠低時(shí)延通信

信息發(fā)出到接收之間所花費(fèi)的時(shí)間就是時(shí)延,在理論情況上,5G的時(shí)延大約為1 ms,并且其對(duì)于高速率之下的可靠連接進(jìn)行全面支持。高可靠低時(shí)延通信主要應(yīng)用在自動(dòng)駕駛、智慧醫(yī)療等[4]。

1.2 5G技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1 高速率

對(duì)5G的移動(dòng)邊緣計(jì)算來(lái)講,其能夠使云端管理、邊際應(yīng)用的模式得以實(shí)現(xiàn),具體為向距離服務(wù)器最近的用戶(hù)發(fā)送內(nèi)容,當(dāng)內(nèi)容達(dá)到服務(wù)器之后,其需要對(duì)內(nèi)容分析整合和篩選,以此來(lái)完成相應(yīng)的內(nèi)容發(fā)送。同時(shí),其能夠反饋到距離最近的用戶(hù)之中,從而完成相應(yīng)的高速率運(yùn)算。對(duì)比5G和4G 兩者可知,前者數(shù)據(jù)的傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者,當(dāng)前者的速率持續(xù)增加時(shí),使用戶(hù)在VR和超高清業(yè)務(wù)中受到的問(wèn)題困擾得到有效的解決,以此來(lái)大幅度提高用戶(hù)的體驗(yàn)感[5]。

1.2.2 差異性服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是5G通信中的技術(shù)之一。網(wǎng)絡(luò)切片指的是在不同應(yīng)用場(chǎng)景的基礎(chǔ)上,將物理網(wǎng)劃分成多個(gè)虛擬網(wǎng),每個(gè)虛擬網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)需求一一對(duì)應(yīng),這樣不僅可以使資源管理的優(yōu)化性得到保證,而且使智能化應(yīng)用資源的目標(biāo)得以有效完成。

1.2.3 低功耗

從研究中可知,把云計(jì)算與移動(dòng)邊緣計(jì)算兩者進(jìn)行融合,對(duì)融合后的全新技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,這樣只會(huì)占據(jù)云計(jì)算資源成本的40%左右。通過(guò)比較5G與4G的基站可知,前者體積和發(fā)生頻率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于后者。另外,對(duì)比兩者的技術(shù)可知,前者具備規(guī)模龐大的天線(xiàn)陣列和波束賦形技術(shù),在基站側(cè)對(duì)大量天線(xiàn)進(jìn)行安裝,這樣多根天線(xiàn)能夠同時(shí)進(jìn)行接收和發(fā)送等工作,這樣可以使上下行之間的發(fā)射功率明顯降低,以此來(lái)顯著提升功率效率[6]。

1.2.4 低時(shí)延

從理論上來(lái)講,5G的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延為1 ms,但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程之中,其時(shí)延可能只達(dá)到5 ms,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)比人的感官時(shí)延還低,在對(duì)VR等設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用時(shí),可以使眩暈現(xiàn)象的發(fā)生率大幅度降低。同時(shí),其能夠使遠(yuǎn)程醫(yī)療的事故發(fā)生率大幅度降低,以此來(lái)使醫(yī)療資源的合理化分配得以實(shí)現(xiàn)。

1.2.5 海量連接

5G隸屬于智能化時(shí)代,該時(shí)代的主要特點(diǎn)之一為萬(wàn)物互聯(lián),能夠使海量連接得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)大量的設(shè)備聯(lián)入網(wǎng)絡(luò),使全新服務(wù)應(yīng)運(yùn)而生,這為智能社會(huì)的構(gòu)成產(chǎn)生正向意義,并可以讓用戶(hù)體驗(yàn)智慧生活。

2 5G應(yīng)用場(chǎng)景安全需求和對(duì)策

2.1 三大應(yīng)用場(chǎng)景的安全需求

2.1.1 增強(qiáng)移動(dòng)帶寬

增強(qiáng)移動(dòng)帶寬的優(yōu)勢(shì)主要在傳輸速率方面,即5G對(duì)高速率服務(wù)進(jìn)行提供,在一段時(shí)間范圍內(nèi),隨著傳輸速率的提高,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量呈爆炸式增加,這使得流量抓取等工作難度系數(shù)明顯增大,與此同時(shí),相應(yīng)的安全防護(hù)需求也不斷提升,使其面臨全新的挑戰(zhàn)。

2.1.2 海量物聯(lián)網(wǎng)通信

海量物聯(lián)網(wǎng)通信場(chǎng)景的顯著特點(diǎn)之一為海量設(shè)備的連接,與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相比,聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備受到網(wǎng)絡(luò)攻擊的難度更低,信息認(rèn)證是海量終端在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行連接時(shí)搜索面臨的問(wèn)題之一,當(dāng)需要連接的設(shè)備數(shù)量不斷增加時(shí),對(duì)安全管理機(jī)制的重視程度也隨之加強(qiáng),為了保證互聯(lián)網(wǎng)信息的安全可靠性,就要對(duì)連接的設(shè)備進(jìn)行全面認(rèn)證。通常來(lái)講,采用的認(rèn)證方式以信令認(rèn)證為主,但其會(huì)消耗部分的網(wǎng)絡(luò)資源,信令認(rèn)證也存在一定的極限,當(dāng)相關(guān)信令超出其極限范圍時(shí),就會(huì)導(dǎo)致信令風(fēng)暴現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.1.3 高可靠低時(shí)延

全新分析和探討高可靠低時(shí)延可知,其最適宜的應(yīng)用場(chǎng)所為無(wú)人駕駛,對(duì)該行業(yè)來(lái)講,其對(duì)精準(zhǔn)度的需求極高,因?yàn)樵傩〉恼`差,都能夠直接威脅到人的生命安全,所以,高可靠低時(shí)延也是如此。

2.2 5G應(yīng)用場(chǎng)景安全對(duì)策

2.2.1 增強(qiáng)移動(dòng)帶寬

當(dāng)5G 網(wǎng)絡(luò)中涌入大量數(shù)據(jù)流量時(shí),需要有效保障增強(qiáng)帶寬的應(yīng)用場(chǎng)景,把安全基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)入口處,并且需要將流量監(jiān)控程序、應(yīng)急管理程序等布置在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)處,這樣能夠?qū)ξｋU(xiǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面攔截,從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面防護(hù)。當(dāng)防護(hù)起作用時(shí),可以降低服務(wù)器遭受損害的概率,并使得彼此之間協(xié)同作業(yè)得以完成,以此來(lái)使其計(jì)算能力得到全面的提升。從用戶(hù)隱私的角度來(lái)講,將訪(fǎng)問(wèn)控制、二次信息認(rèn)證等機(jī)制設(shè)置在終端和增強(qiáng)移動(dòng)帶寬服務(wù)之間,可以使服務(wù)用戶(hù)身份的合法化得到加強(qiáng)。同時(shí),服務(wù)密鑰能夠?qū)τ脩?hù)與平臺(tái)之間數(shù)據(jù)安全進(jìn)行保障。對(duì)部分用戶(hù)來(lái)講,其對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求相對(duì)較高,這時(shí)需要對(duì)傳輸方式進(jìn)行創(chuàng)新和加強(qiáng),利用物理隔離或數(shù)據(jù)加密等方式,使數(shù)據(jù)傳輸安全性得到保障,進(jìn)而使用戶(hù)的需求得到滿(mǎn)足。

2.2.2 海量物聯(lián)網(wǎng)通信

想要使海量數(shù)據(jù)鏈接得以實(shí)現(xiàn),需要從以下方面入手:第一,完成相關(guān)設(shè)備認(rèn)證工作,并合理縮減管理方面的步驟。想要保證終端連接的安全性,就需要將海量物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成切入點(diǎn),全面深入分析其設(shè)備的安全部署能力,這樣不僅可以有效管理接入的設(shè)備,還可以使其防御能力得到加強(qiáng),即全面防御DDos攻擊;第二,當(dāng)大量設(shè)備一下接入網(wǎng)絡(luò),會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一定的沖擊,甚至使其安全性能出現(xiàn)一定的下降,想要對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行改善,可以將輕量級(jí)安全算法引入其中,如果效果依然欠佳,可以引入相關(guān)安全高效協(xié)議,這樣可以全面認(rèn)證雙方,并避免相關(guān)的安全問(wèn)題。從終端敏感信息的角度來(lái)講,需要將加密處理引入其中,使信息傳輸安全性得到全面提升,這大大降低信息發(fā)生竊聽(tīng)事件的概率;第三,在網(wǎng)絡(luò)中包含大量的重要節(jié)點(diǎn),想要對(duì)其安全性進(jìn)行保證,需將安全監(jiān)控放置在其中,當(dāng)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)時(shí),能夠進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)控和分析,并采取合理化措施解決問(wèn)題,以此來(lái)使網(wǎng)絡(luò)感染病毒現(xiàn)象得到有效防止。

2.2.3 高可靠低時(shí)延

5G網(wǎng)絡(luò)具有高可靠低時(shí)延的特點(diǎn),在運(yùn)行的工程中也會(huì)出現(xiàn)一定的風(fēng)險(xiǎn),想要對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行及時(shí)應(yīng)對(duì),需從以下方面入手:第一,保證核心設(shè)備,將用戶(hù)和應(yīng)用當(dāng)成切入點(diǎn),將雙向認(rèn)證算法構(gòu)建在兩者之間,并對(duì)其進(jìn)行不斷的優(yōu)化,同時(shí),當(dāng)相關(guān)的安全性滿(mǎn)足需求之后,需要全面優(yōu)化或整改安全協(xié)議,以此實(shí)現(xiàn)提升計(jì)算效率的目的。與此同時(shí),需要對(duì)安全防護(hù)進(jìn)行合理化部署,對(duì)其防御能力進(jìn)行提升,這樣可以有效防治惡意攻擊,進(jìn)而保證網(wǎng)絡(luò)的通暢性;第二,保障信息可靠性,5G移動(dòng)邊緣計(jì)算指的是對(duì)內(nèi)容、服務(wù)等分散部署計(jì)算,移動(dòng)邊緣計(jì)算能夠?qū)?G網(wǎng)絡(luò)低延時(shí)的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行支撐。但需注意的是,功能節(jié)點(diǎn)是移動(dòng)邊緣計(jì)算的主要構(gòu)成部分之一,其數(shù)量繁多,分布具有分散性,這導(dǎo)致核心設(shè)備面臨的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)增大,想要對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行改善,需要對(duì)用戶(hù)身份進(jìn)行反復(fù)的審核和驗(yàn)證,并在應(yīng)用和用戶(hù)之間,構(gòu)建雙向認(rèn)證機(jī)構(gòu),對(duì)非可靠鏈接進(jìn)行阻攔,以此來(lái)使其安全系數(shù)得到提升。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上,在5G技術(shù)基礎(chǔ)上,可以對(duì)全新的智能應(yīng)用進(jìn)行發(fā)展,本文對(duì)5G技術(shù)下的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行分析,并根據(jù)其特點(diǎn)對(duì)相應(yīng)安全需求進(jìn)行研究,以此提出安全對(duì)策,從而對(duì)5G技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)有效融合的全新安全需求進(jìn)行深入挖掘。