文档介绍：5G网络切片安全技术研究
 
 
周巍
【摘  要】根据网络切片的技术特点给出了网络切片在安全方面的关键需求，并据此提出了两种解决方案。一种是基于网络部署方案实现切片安全分级保护，另一种是基于密码技术对切片内用户面数据提供保护。最后介绍了3GPP当前支持的网络切片安全能力。
【关键词】5G安全;网络切片;通信安全;认证授权
1   引言
网络切片是5G系统的一个重要新特性。5G网络充分利用与SDN/NFV虚拟化架构的融合，根据未来业务具体场景和需求提出了“网络切片”的概念。每个网络切片是一个相对独立的网络域，由支持特定用例的通信服务需求的逻辑网络功能集合组成，具备各自的网络资源和业务信息。5G网络通过网络切片机制来满足不同的业务应用场景，实现灵活的资源编排和调度，适应业务快速上线。它使运营商能够针对市场的各种业务需求创建定制化网络能力，从而提供优化的通信解决方案。网络切片能够实现端到端的逻辑网络划分，按需配置网络资源，有效降低运营商的网络投资和运营成本，提高经济效益。
目前5G网络切片安全研究主要集中在两个方面：一个是与3GPP网络切片安全标准相关的研究工作;另一个是针对垂直行业租用运营商网络切片后，如何满足垂直行业对网络安全的更高要求而展开的研究工作。前者主要关注切片隔离安全、切片认证、与切片相关的隐私保护和将切片管理能力开放给第三方时的安全。后者主要是基于垂直行业的实际需求以逐案处理的方式研究满足具体个案安全需求的解决方案。
大唐移动通信设备有限公司全面参与了3GPP 5G标准化工作，主要是从标准化的角度研究网络切片安全技术方案，重点是网络切片隔离技术和切片内端到端数据安全技术，目的是更好地满足垂直行业对网络切片安全的需求，减少采用非标准化安全方案。
2   5G网络切片安全需求分析
网络切片本质上就是将物理网络分割成多个虚拟的端到端网络，每个虚拟网络在逻辑上都拥有独立的网络资源。运营商可以基于不同业务场景对通信服务的需求灵活地为每个切片配置相应的資源。然而，因为网络切片并不是真正意义上独立的网络，切片之间的关联不能完全避免，因而导致了一些新的安全威胁，例如切片间信息泄露、干扰和攻击等。为应对网络切片所面临的威胁，本节归纳整理了一些与网络切片相关的安全需求：
（1）网络切片应提供有效的隔离机制，确保网络切片内的资源不会互相影响，并将潜在的网络攻击限制在单个网络切片内。
（2）网络切片应能够定义不同的安全性机制，以满足网络切片对安全的特定要求，例如针对物联网应用的轻量级安全算法。
（3）网络切片应能够提供切片内认证和授权机制，防止非授权用户访问切片资源。
（4）网络切片的管理功能只能提供给授权的第三方访问，并且开放的管理功能应是在运营商的控制之下执行。
（5）切片认证和管理过程中应保护用户的隐私。
3   5G网络切片部署方案
通过5G网络切片技术，运营商可以灵活地实现各种网络定制方案，满足垂直行业在成本、性能和安全上对通信网络的不同需求。为满足垂直行业不同等级、不同领域应用对
5G移动通信系统的特殊需求，可以通过网络切片技术实现专用业务的分级和分域管理。基于专用业务切片编排，建设不同QoS和安全等级的网元，并将不同QoS和安全等级的网元设备构建为不同等级的业务链，实现各等级业务