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1、 5G 安全报告安全报告 中国信息通信研究院中国信息通信研究院 IMTIMT 2020 5G 2020 5G 推进组推进组 2 2020020年年2 2月月 I 前前 言言 当前 全球新一轮科技革命和产业变革加速发展 5G 作为新一 代信息通信技术演进升级的重要方向 是实现万物互联的关键信息基 础设施 经济社会数字化转型的重要驱动力量 加快 5G 发展 深化 5G 与经济社会各领域的融合应用 将对政治 经济 文化 社会等 各领域发展带来全方位 深层次影响 将进一步重构全球创新版图 重塑全球经济结构 世界主要国家都把 5G 作为经济发展 技术创新 的重点 将 5G 作为谋求竞争新优势的战略方向
2、根据全球移动供应 商协会 GSA 统计 截至 2019 年底 全球 119 个国家或地区的 348 家电信运营商开展了 5G 投资 其中 61 家电信运营商已经推出 5G 商用服务 每个硬币都有两面 5G 技术造福社会 造福人民的同时 也引 发了新的网络安全风险 中国国家主席在第二届世界互联网大会上指 出 维护网络安全是国际社会的共同责任 国际社会应该在相互尊重 相互信任的基础上 加强对话合作 共同构建和平 安全 开放 合 作的网络空间 5G 安全是全球面临的共同问题 更需要倡导开放合 作的网络安全理念 客观看待和应对 5G 安全风险 深化合作 增进 互信 共同提高 5G 安全保障水平 基于此
3、 中国信息通信研究院和 IMT 2020 5G 推进组 作为国内 5G 领域专业研究机构 结合前期工作基础及近期调研情况联合编制 II 了本报告 系统梳理了关键技术 典型应用场景及产业生态的安全风 险 提出了安全理念和应对思路措施 并对后续加强各方互信合作 更好地推动 5G 发展与安全进行了展望和倡议 目目 录录 一 5G 发展重大意义 1 一 5G 是全球信息技术发展最新成果 1 二 5G 培育经济发展新动能 1 三 5G 创造智慧社会新模式 2 四 5G 拓展民生福祉新内涵 2 二 5G 网络概述 2 一 5G 网络架构和关键技术 3 二 5G 安全框架 5 三 5G 安全理念 6 一 以
4、发展理念看待 5G 安全 6 二 以系统理念看待 5G 安全 7 三 以客观理念看待 5G 安全 7 四 以合作理念看待 5G 安全 8 四 5G 安全分析 8 一 5G 关键技术安全分析 8 二 5G 典型场景安全分析 11 三 5G 产业生态安全分析 12 五 5G 安全思路和措施 14 一 坚持发展与安全同步部署 14 二 构建多元协同 清晰明确的安全责任体系 14 三 持续推进 5G 安全创新发展 15 四 强化 5G 应用安全风险动态评估 15 五 构建 5G 网络安全一体化防护机制 15 六 加强 5G 综合人才培养和培训 15 六 展望和倡议 16 一 加强开放合作互信 共同应对
5、 5G 安全风险 16 二 加快推进 5G 安全国际标准 凝聚全球统一共识 16 三 建立 5G 安全国际评测认证体系 推动实现互信互认 17 四 加强产业链上下游合作 提振 5G 安全信心 17 1 一 5G 发展重大意义 一 一 5G5G 是全球信息技术发展最新成果是全球信息技术发展最新成果 移动通信网络历经第 一代 1G 到第四代 4G 的快速发展 已进入 5G 发展的关键阶段 5G 最重要的突破是将人与人之间的通信 拓展到人与物 物与物之 间的通信 开启万物泛在互联 人机深度交互 智能引领变革的新时 代 同时 5G 产业日渐成为各国共同参与 紧密相连的生态系统 来自不同国家和地区的技术
6、 产品和服务高效流动 推动全球共享 5G 发展红利 全球产业界和学术界携手合作 于 2018 年 6 月发布了第 一版 5G 标准 R15 成为 5G 发展进程中的重要里程碑 为推动形 成全球统一 5G 产业生态奠定了良好基础 成果来之不易 二 二 5G5G 培育经济发展新动能培育经济发展新动能 当前 以数字化 网络化 智能 化为主要特征的第四次工业革命蓬勃兴起 与世界经济新旧动能转换 形成历史性交汇 根据世界银行研究 宽带普及率每提升 10 将带 动 GDP 增长 1 38 5G 作为实现万物互联的关键信息基础设施 应 用场景从移动互联网拓展到工业互联网 车联网 物联网等更多领域 能够支撑更
7、广范围 更深程度 更高水平的数字化转型 释放信息通 信技术对经济发展的放大 叠加 倍增作用 国际咨询机构 IHS Markit 预测1 到 2035 年 5G 将在全球创造 13 2 万亿美元的经济产出 产生 2230 万个就业机会 1 IHS Markit 5G 对全球经济的贡献 5G 经济 2019 11 2 三 三 5G5G 创造智慧社会新模式创造智慧社会新模式 5G 与云计算 大数据 人工智 能等技术融合应用 有助于形成以数据为驱动的科学决策机制 推进 政府管理和社会治理模式创新 利用 5G 广覆盖 大容量 高速率 低时延等特点 推进以 5G 为核心的智能基础设施与城市治理深度融 合
8、通过交通管理 环境监测等应用改善城市生活环境 促进感知智 能化 管理精准化 服务便捷化的智慧城市运营 为人们打造健康 舒适 环保的城市生活空间 四 四 5G5G 拓展民生福祉新内涵拓展民生福祉新内涵 5G 是改善民生福祉的重要支撑 能够满足人们个性化 智能化的服务需求 改善人民生活方式 提升 人民生活品质 5G 推动更优质 更丰富的信息通信服务惠及广大群 众 创造更多适应消费升级的有效供给 降低全社会信息消费成本 有效弥合城乡数字鸿沟 5G 提供远程教育 智慧医疗公共事业等新 模式 实现公共服务供给与需求之间的精准匹配和有效对接 提升公 共服务效率 推动优质资源共享 增强人民群众的获得感 幸福
9、感 二 5G 网络概述 2015 年 国际电信联盟 ITU 发布了 IMT 愿景 5G 架构和 总体目标 定义了增强移动宽带 eMBB 超高可靠低时延 uRLLC 海量机器类型通信 mMTC 三大应用场景 以及峰值速率 流量密 度等八大关键性能指标 与 4G 相比 5G 将提供至少十倍于 4G 的峰 值速率 毫秒级的传输时延和每平方公里百万级的连接能力 3 一 一 5G5G 网络架构和关键技术网络架构和关键技术 从网络架构来看 5G 网络整体延续 4G 特点 包括接入网 核心 网和上层应用 如下图 为满足 5G 移动互联和移动物联的多样化业 务需求 5G 网络在核心网和接入网均采用了新的关键技
10、术 实现了 技术创新和网络变革 图 5G 网络架构 5G 采用的主要关键技术有 服务化架构 服务化架构 5G 服务化架构中 将网络功能以服务的方式对外 提供 不同的网络功能服务之间通过标准接口进行互通 支持按需调 用 功能重构 从而提高核心网的灵活性和开放性 5G 服务化架构 是 5G 时代迅速满足垂直行业需求的重要手段 网络功能虚拟化 网络功能虚拟化 采用虚拟化技术 将传统网络的专用网元进行 4 软硬件解耦 构造出基于统一虚拟设施的网络功能 实现资源的集中 控制 动态配置 高效调度和智能部署 缩短网络运营的业务创新周 期 网络切片 网络切片 网络切片可在一个物理网络上切分出功能 特性各不 相
11、同的多个逻辑网络 同时支持多种业务场景 基于网络切片技术 可以提高网络资源利用率 隔离不同业务场景所需的网络资源 边缘计算 边缘计算 边缘计算是在网络边缘 靠近用户的位置 提供计算 和数据处理能力 以提升网络数据处理效率 满足垂直行业对网络低 时延 大流量以及安全等方面的需求 网络能力开放 网络能力开放 5G 网络可以通过能力开放接口将网络能力开放 给第三方应用 以便第三方按照各自的需求设计定制化的网络服务 接入网关键技术 接入网关键技术 5G 在接入网采用灵活的系统设计来支持多 业务 多场景 采用新型信道编码方案和大规模天线技术等以支持高 速率传输和更优覆盖 此外 第三代移动通信伙伴计划 3
12、GPP 标准在接入网和核心网 之间明确定义了接口 两者功能不同 边界清晰 业界专家认为2 即 使 5G 核心网的部分功能部署在网络边缘 功能上的界限依然是很明 确的 同时 还可以通过在核心网 包括边缘计算 与接入网之间部 署安全网关等来增强安全性 因此 运营商可选取多元化的供应商提 2 2019 年 6 月 英国议会下院科学与技术委员会 英国电信基础设施 公开听证会 3GPP SA3 副主席 Alf Zugenmaier 教授 Munich University 等业界专家的观点 https www parliamentlive tv Event Index 65f2ce0c 2994 46b
13、2 bd9b 3b10dc38ca6f 5 供接入网和核心网产品 提高网络韧性 二 二 5G5G 安全框架安全框架 5G 安全既包括由终端和网络组成的 5G 网络本身通信安全 也 包括 5G 网络承载的上层应用安全 移动通信网络标准在设计之初 就充分考虑了网络的可靠性和安全性 经过全球通信行业几十年的共 同努力 移动通信网络安全架构日臻完善 5G 继承了 4G 网络分层分域的安全架构 在 3GPP 5G 安全标准 5G 系统安全架构和流程 3中规定 在安全分层方面 5G 与 4G 完 全一样 分为传送层 归属层 服务层和应用层 各层间相互隔离 在 安全分域方面 5G 安全框架分为接入域安全 网
14、络域安全 用户域 安全 应用域安全 服务域安全 安全可视化和配置安全六个域 与 4G 网络安全架构相比 增加了服务域安全 5G 提供了比 4G 更强的安全能力 包括 服务域安全 服务域安全 针对 5G 全新服务化架构带来的安全风险 5G 采 用完善的服务注册 发现 授权安全机制及安全协议来保障服务域安 全 增强的用户隐私保护 增强的用户隐私保护 5G 网络使用加密方式传送用户身份标识 以防范攻击者利用空中接口明文传送用户身份标识来非法追踪用户 的位置和信息 增强的完整性保护 增强的完整性保护 在 4G 空中接口用户面数据加密保护的基础 3 3GPP TS 33 501 5G 系统安全架构和流程
15、 6 上 5G 网络进一步支持用户面数据的完整性保护 以防范用户面数 据被篡改 增强的网间漫游安全 增强的网间漫游安全 5G 网络提供了网络运营商网间信令的端 到端保护 防范以中间人攻击方式获取运营商网间的敏感数据 统一认证框架统一认证框架 4G 网络不同接入技术采用不同的认证方式和流 程 难以保障异构网络切换时认证流程的连续性 5G 采用统一认证 框架 能够融合不同制式的多种接入认证方式 综上 5G 针对服务化架构 隐私保护 认证授权等安全方面的 增强需求 提供了标准化的解决方案和更强的安全保障机制 三 5G 安全理念 5G 作为关键信息基础设施和数字化转型的重要基石 在开启万 物互联新局面
16、的同时 也带来了新的安全挑战和风险 成为全球面临 的共同问题 需要坚持开放合作的网络安全理念 全面客观看待和应 对 5G 安全风险 一 以发展理念看待 一 以发展理念看待5G5G安全安全 5G是信息技术发展的最新成果 反映了全球信息化发展的历史潮流和趋势 不能因为 5G 有安全风险 就放慢或迟滞 5G 发展 要坚持用发展的视角看待安全风险 正确处 理发展和安全的关系 坚持安全与发展同步推进 就 5G 自身来看 其设计了更灵活的安全保护机制 可提供比 4G 更强大的通信安全能 力 并将建立 风险 应对 新风险 新应对 的良性循环 3GPP 将针对 7 新出现的攻击手段和安全威胁不断进行安全增强4 实现 5G 安全与发 展的协同推进 二 以系统理念看待 二 以系统理念看待 5G5G 安全安全 信息技术变化越来越快 过去 分散独立的网络变得高度关联 相互依赖 5G 技术向各领域融合渗 透 安全风险与多主体紧密相关 需要用全面系统的理念看待和应对 5G 技术发展以及应用场景具有广泛性 开放性 挑战性和多元性 既需要明确网络运营商 设备供应商 行业应用服务提供商等产业链 各环节不同主体的责任和义
