5G無線通信技術與網(wǎng)絡安全研究

隗玉錕，遲祥瑞

（山東省郵電規(guī)劃設計院有限公司，山東 濟南 250101）

0 引 言

近年來，隨著科技的發(fā)展，5G無線通信技術逐步取代了以往的3G與4G通信技術，成為當前主流。和傳統(tǒng)通信技術對比，5G無線通信技術具有顯著的優(yōu)勢，如覆蓋性更廣、熱點容量高、能源消耗低等。另外，5G無線通信技術還具有更高的穩(wěn)定性。因此，通過對5G無線通信技術的推廣與應用，在科技研究、日常生活出行等多個方面都能夠得到更快、更好的發(fā)展。但在這一過程中，其網(wǎng)絡安全問題難以忽視，對5G無線通信技術的發(fā)展造成了嚴重阻礙，必須采取更為科學的對策加以完善，確保5G無線通信技術能夠健康發(fā)展。

1 5G無線通信技術概述

1.1 發(fā)展過程概述

在5G無線通信技術不斷推廣、普及的時代背景下，多種高新技術也在不斷深入發(fā)展，逐步從二維模式轉變?yōu)槿S模式?，F(xiàn)階段，智能移動設備成為了當前人們生活中離不開的重要工具，互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)信息不斷增多。從21世紀初期開始，隨著2G的普及以及3G的應用，數(shù)據(jù)信息傳輸變得更加普遍，互聯(lián)網(wǎng)用戶的數(shù)量呈幾何倍數(shù)增長，移動寬帶形式的出現(xiàn)也為后續(xù)的信息傳輸?shù)於肆己没A。隨著5G無線通信技術在我國的普及，信息數(shù)據(jù)接收和傳輸也更加便捷與高效。從這一階段開始，無線通信技術開始滲透到我國社會發(fā)展的諸多領域中，不僅融入了人們的生活，也為企業(yè)的生產運營帶來了更多可能性。此外，5G無線通信技術的應用真正開始將生活與科技實現(xiàn)融合，相關的附屬產品也逐漸得到研發(fā)。在5G無線通信技術的研究中，解決了過往在通信頻譜方面的不足，全頻譜與多載波共享也得以實現(xiàn)。當前，我國在5G無線通信技術方面的研究水平正處于世界領先的地位，在軟、硬件不斷更新升級的加持下，5G無線通信技術系統(tǒng)的容量也在不斷增大，用戶服務工作的開展也更加便捷。

1.2 5G無線通信技術優(yōu)勢特征

相較于過往的通信技術，5G無線通信技術的優(yōu)勢特征更為顯著。第一，引進技術較多，如高頻傳輸技術、多天線傳輸技術以及設備到設備（Deviceto-Device，D2D）通信技術等。借助5G無線通信技術能夠有效提高即時性與可靠性，使用頻率也更加穩(wěn)定，且能規(guī)避傳統(tǒng)通信技術中網(wǎng)絡堵塞的問題?；?G無線通信技術的應用，數(shù)據(jù)傳輸?shù)某休d力大大提升，大量用戶接入情況下也能夠有效保持網(wǎng)絡暢通。在過去的無線通信技術應用中，更多的是采用單天線的傳輸技術[1]。而在5G無線通信技術中加入的多天線傳輸技術能夠有效規(guī)避天氣干擾的問題，頻譜利用效率也大大提升。D2D技術作為長期演進（Long Term Evolution，LTE）技術的補充，其本質是直接通信，在信號堵塞的情況下也能夠良好地完成信息傳輸工作，為用戶搜尋更加高速的信號。該技術還能夠很好地適應多種通信環(huán)境，有效降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t問題，提高用戶的通信體驗。第二，速度較快。相對于4G無線通信技術，5G無線通信技術的網(wǎng)絡速度大大提升，為當前眾多領域業(yè)務的網(wǎng)絡限制提供了解決方案。第三，低功耗。為了滿足當前大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應用的需求，5G無線通信技術的應用功耗就要降低。5G無線通信技術的推出，智能手表、手環(huán)在使用方面的功耗大大降低，減少了充電次數(shù)。第四，低時延。在5G無線通信技術的應用領域中，無人駕駛以及工業(yè)自動化需求較大。通常來說，140 ms的延時已經能夠滿足正常的信息交流，但對于精度要求較高的無人駕駛而言就相對不足。而5G無線通信技術的時延最低要求為1 ms，通過中央控制中心與汽車互聯(lián)，在高速運動下，汽車也能夠做到良好的反應控制。

2 5G無線通信技術中的網(wǎng)絡安全問題

作為當前社會科技發(fā)展的重要動力，5G無線通信技術有著自身獨特的優(yōu)勢，其對人們的生活以及產業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及各行業(yè)應用的爆發(fā)式增長，設備聯(lián)網(wǎng)需求也在逐步擴大，對無線通信技術的應用提出了更高的要求。5G無線通信技術作為當前最新的無線通信技術，為工業(yè)、醫(yī)療以及交通等行業(yè)的發(fā)展融合提供了重要手段[2]。在新業(yè)務、新架構以及新技術的應用背景下，對于5G無線通信技術的網(wǎng)絡安全也提出了更高的要求，不僅需要保證好基礎的通信安全，還需要在不同的業(yè)務場景下提供更多的差異化安全服務，以此來滿足多樣化的網(wǎng)絡接入模式與架構，確保用戶隱私。

2.1 數(shù)據(jù)交互中的安全問題

在5G無線通信技術的加持下，萬物互聯(lián)成為了當前最主要的發(fā)展方向，通信聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系更加緊密，同時也能夠通過無線通信進行共享使用，形成全面完整的設備鏈，大范圍通信與遠程設備操作也成為現(xiàn)實。在對聯(lián)網(wǎng)設備進行無線通信與遠程操作的過程中，網(wǎng)絡安全風險隱患也在大大增加[3]。由于5G無線通信技術的應用，在數(shù)據(jù)交互的過程中，通信速度變快，聯(lián)網(wǎng)設備中的數(shù)據(jù)信息上傳下載的頻次更多，因此其網(wǎng)絡安全尤為重要。在大量的數(shù)據(jù)交互與技術支持下，其中的安全風險也十分突出，數(shù)據(jù)遺漏的情況時有發(fā)生。在這一問題下，一些網(wǎng)絡不法分子會通過這些風險漏洞對設備進行攻擊，以此來竊取相關數(shù)據(jù)，并牟取非法利益。同時，隨著智能移動設備的廣泛應用，部分未經安全審核的軟件程序中也會有潛在安全隱患，通過在編寫程序代碼的過程中植入病毒，設備中的隱私數(shù)據(jù)也會被不法分子所竊取。因此，在設計IP地址的過程中，可以對網(wǎng)絡進行特殊設置，如當前的5G自定義網(wǎng)絡切片，能夠有效保證網(wǎng)絡安全與運行效率，其運行成本也得以把控。

2.2 云技術中的安全問題

隨著5G無線通信技術的應用，基于高速網(wǎng)絡的處理水平，百度云、阿里云以及華為云等各種云平臺相繼推出，云計算、云存儲等云技術隨之成為熱門，云安全也是其中最為關鍵的一類技術。在云計算的使用中，安全問題需要關注，云安全能夠更加高效地處理網(wǎng)絡病毒，通過實時監(jiān)控網(wǎng)絡異常故障，將病毒與流氓軟件等安全隱患的最新情況傳輸至總服務器中，進行全面的整合、分析與處理，最后將方案傳輸回客戶端中解決故障問題[4]。在大量的病毒與故障數(shù)據(jù)傳輸中，對于5G無線通信技術的云安全工作也帶來了更多挑戰(zhàn)，其技術性與安全性需要不斷提升才能夠滿足日益變化的新型安全問題。

在云技術的安全問題中，主要包括了業(yè)務共享、數(shù)據(jù)信息以及用戶隱私這三大問題。首先，用戶隱私問題。由于云計算的IP服務具備較強的可變性，如果用戶需要使用到云計算服務，那么就需要登錄到云平臺中，這時候平臺需要認證用戶的個人信息，以此來確保用戶使用服務的安全性與合法性。在這一過程中，如果企業(yè)的防護墻不到位或是平臺存在安全漏洞，那么會被不法分子找到契機竊取身份信息，導致用戶隱私受到侵犯。其次，業(yè)務共享問題。在云技術的應用中，云安全算是云計算的附屬產品，同樣都是通過虛擬技術來為用戶提供資源的共享與使用服務。但是在數(shù)據(jù)共享這一環(huán)節(jié)中，數(shù)據(jù)交互中的安全問題也會隨之暴露。最后，數(shù)據(jù)信息問題。在5G無線通信技術的時代背景下，數(shù)據(jù)信息的安全問題是社會各界關注的重點。在云技術的應用中，由于數(shù)據(jù)傳輸都是依靠網(wǎng)絡，其中一旦出現(xiàn)安全漏洞，不僅平臺自身的數(shù)據(jù)信息會遭到威脅，連同用戶的數(shù)據(jù)信息也會被竊取利用。因此，必須提出更加有效的數(shù)據(jù)保護措施，為云技術的數(shù)據(jù)傳輸提供更加可靠安全的環(huán)境。

3 優(yōu)化5G無線通信技術網(wǎng)絡安全的策略分析

3.1 優(yōu)化安全架構

目前，人們的日常生活、工作以及企業(yè)的生產模式出現(xiàn)了巨大的改變，無線通信技術也成為其中不可或缺的一份子，5G無線通信技術必然會在未來完全取代4G通信技術成為時代主流。在這一重大轉變的過程中，5G無線通信技術的社會影響力不斷擴大，為了確保網(wǎng)絡安全，為用戶營造更加優(yōu)異的網(wǎng)絡安全環(huán)境，需要從架構方面出發(fā)，通過優(yōu)化安全架構來提高通信技術的可靠性[5]。眾所周知，5G無線通信技術的開放性較強，其優(yōu)勢就在于能夠為用戶的使用提供更加便捷的服務，但這也為黑客的非法攻擊提供了便利。通過對安全架構的優(yōu)化與完善，能夠在很大程度上降低黑客對數(shù)據(jù)攻擊的影響，維護好用戶的數(shù)據(jù)信息與隱私。在5G無線通信技術的基礎上，可以對硬件設備進行迭代更新，從設備本身的安全性出發(fā)，通過創(chuàng)新安全架構來提高其安全性與穩(wěn)定性。

3.2 全面科普宣傳

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”被寫入政府工作報告，各行各業(yè)對“互聯(lián)網(wǎng)+”的探索愈發(fā)深入，如“互聯(lián)網(wǎng)+政務”“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”等全新的發(fā)展方向。在這一背景下，對無線通信技術的應用也更為頻繁，用戶規(guī)模也隨之大幅度增長。用戶在享受更加便捷的通信服務時，往往會忽略掉網(wǎng)絡安全對自身的影響，個人的隱私信息暴露問題時有發(fā)生。因此，在用戶使用層面，需要相關職能部門加強重視，做好社會面的科普與宣傳工作，呼吁用戶加強對自身信息安全的關注[6]。一方面，在無線通信技術的應用下，可以因勢利導地使用好新媒體，在當前的短視頻、微信以及微博等互聯(lián)網(wǎng)平臺中開展相關知識科普，通過喜聞樂見的方式來進行碎片化的宣傳，從而將網(wǎng)絡安全深入人心。另一方面，線下宣傳也能夠起到一定作用，通過短時間內在傳統(tǒng)紙媒、廣播電視、社區(qū)宣傳等方面的投入，能夠在潛移默化中促使人們了解網(wǎng)絡安全，進而加強對這方面的重視。此外，在移動終端方面，需要人們加強自身重視，提高網(wǎng)絡安全意識，在使用智能設備的過程中明確分辨未知來源的網(wǎng)頁或軟件，并加裝病毒查殺軟件來降低安全風險。

3.3 創(chuàng)新加密算法

在5G無線通信技術的應用中有一定的特殊性，如果需要使用加密算法，就必須要重視其加密的可靠性。一旦算法加密不當，就可能會出現(xiàn)反作用，增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，同時在高密度的數(shù)據(jù)傳輸中也會出現(xiàn)諸多安全隱患，容易遭受不法分子的攻擊。在當前的加密算法應用中，較為常見的就是流密碼技術，其優(yōu)勢在于比較精密、嚴謹，能夠盡量滿足當前5G無線通信技術的加密要求[7]。同時，在5G無線通信技術加密算法的創(chuàng)新中，也要結合目前黑客攻擊的主要手段，以此來作為參考依據(jù)反向推理，有效防止黑客的攻擊，提高無線通信加密算法中的有效性。

4 結 論

通過對5G無線通信技術的分析研究，掌握了其中主要存在的網(wǎng)絡安全問題，并采取相關對策進行完善，能夠進一步保障5G通信時代下網(wǎng)絡運行的安全性，為5G無線通信技術的發(fā)展提供重要保障。在當前時代下，5G無線通信技術不僅為人們的日常生活與工作帶來了便利，也為企業(yè)的生產經營管理工作提供了強力支撐。在海量的數(shù)據(jù)涌入過程中，保證信息安全就顯得尤為重要，因此必須加強對這方面的重視，維護好5G通信用戶的使用安全與隱私，以此來推動5G無線通信技術的高質量可持續(xù)發(fā)展。