5G信息安全白皮书
目 录
1 引言 ........................................................................................................................ 3 2 5G安全需求 .......................................................................................................... 3
2.1 5G安全总体架构 ............................................................................................ 3 2.2 认证/鉴别与授权 ............................................................................................ 4 2.3 接入安全 ......................................................................................................... 5
2.3.1 满足多类型终端、多接入技术、多接入类型.................................. 5 2.3.2 满足典型应用场景.............................................................................. 5 2.4 移动边缘计算（MEC）安全 ......................................................................... 6
2.4.1 移动边缘计算(MEC)内涵与特点 ...................................................... 6 2.4.2 MEC安全需求 .................................................................................... 7 2.5 切片安全 ......................................................................................................... 8
2.5.1 NFV安全需求 ..................................................................................... 9 2.5.2 SDN安全需求 ................................................................................... 10 2.5.3 网络切片的安全隔离需求................................................................ 10 2.6 数据完整性和机密性 ................................................................................... 11 2.7 隐私保护 ....................................................................................................... 11 2.8 安全管理 ....................................................................................................... 12
2.8.1 5G安全管理的必要性 ...................................................................... 12 2.8.2 5G安全管理需求分析 ...................................................................... 13 2.9 密钥体系 ....................................................................................................... 14 2.10 终端安全 ....................................................................................................... 15
2.10.1 5G移动终端共性安全需求 .............................................................. 16 2.10.2 eMBB终端安全需求 ........................................................................ 17 2.10.3 mMTC终端安全需求 ....................................................................... 17 2.10.4 uRLLC终端安全需求 ...................................................................... 17
3 主要解决思路 ...................................................................................................... 18
3.1 5G安全总体架构 .......................................................................................... 18 3.2 认证/鉴别与授权 .......................................................................................... 21
3.2.1 广泛网络实体的身份标识支持........................................................ 21 3.2.2 多安全级别的网络实体身份凭证机制............................................ 22 3.2.3 统一的网络实体身份鉴别体系........................................................ 23 3.2.4 多元实体间的安全资源授权管理.................................................... 24 3.3 接入安全 ....................................................................................................... 25
3.3.1 支持多类型终端、多接入类型、多接入方式................................ 25 3.3.2 5G支持典型应用场景的接入安全 .................................................. 26 3.4 移动边缘计算（MEC）安全 ....................................................................... 30
3.4.1 MEC边缘节点硬件设施保护 .......................................................... 30 3.4.2 MEC系统隐私泄露防护 .................................................................. 31 3.4.3 MEC三元认证与鉴权 ...................................................................... 33 3.5 切片安全 ....................................................................................................... 34 3.6 数据完整性和机密性 ................................................................................... 35 3.7 隐私保护 ....................................................................................................... 35
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3.8 安全管理 ....................................................................................................... 37 3.9 密钥体系 ....................................................................................................... 39 3.10 终端安全 ....................................................................................................... 40 4 5G安全标准化 .................................................................................................... 44 5 总结 ...................................................................................................................... 44 参考文献 ..................................................................................................................... 45 鸣谢 ............................................................................................................................. 45
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1 引言
5G移动通信系统需要支持增强移动宽带、高可靠低时延以及低功耗大连接等应用场景。除了移动互联网应用，5G还需要为车联网、物联网（IoT）、虚拟现实、高速铁路等新兴行业的发展提供快速响应、无处不在的网络接入，为垂直行业的快速发展、创新提供信息基础平台。5G新的应用场景、新的技术和新的服务方式给5G的安全带来许多新的安全需求与风险。
5G对不同场景提供的接入方式和网络服务方式存在较大差异，支持的业务交付方式也不同，安全需求的差异性非常明显。特别是物联网应用场景带来的大连接认证、高可用性、低时延、低能耗等安全需求，以及5G引入的SDN/NFV、虚拟化、移动边缘计算和异构无线网络融合等新技术带来的变化和安全风险，对5G移动通信系统的接入认证/鉴权、切片安全、数据保护和用户隐私保护等方面提出全新的挑战。
目前对5G安全标准进行研究的主要集中在3GPP SA3、ETSI和国内的CCSA TC5 WG5和TC8 WG2。3GPP SA3目前正在研究的技术报告TR 33.899是5G安全标准化工作的基础，TR33.899（V1.2.0）给出了17个安全领域共109关键议题（Key Issue）数百个解决方案（Solution），基本上覆盖了5G安全的所有安全需求。ETSI的网络功能虚拟化标准工作组（NFV ISG）将在5G网络的基础设施标准化中扮演重要角色，主要目标是研究基于NFV的开放、互操作、商业生态链的技术规范。
基于国际国内标准化工作进展和国内相关单位的最新研究成果，本白皮书针对5G安全总体架构、认证/鉴别与授权、接入安全、切片安全、密钥体系和终端安全等10个5G安全领域的安全需求进行了梳理，并针对相应的需求对国内外的解决思路进行了描述，以期对5G安全的研究工作有所促进。
2 5G安全需求
2.1 5G安全总体架构
“安全总体架构”是对系统安全体系架构的结构化描述，对模型中功能模块与安全模块、安全模块间安全相互关系的定义。科学、合理的安全架构可以有效的指导整个系统具体安全机制设计与技术研发。
5G安全应打破以往移动通信系统成型后“打补丁式”的升级演进模式，与5G移动通信技术同步演进，实现系统安全内生与安全威胁“标本兼治”的目标。为了实现这一目标，5G安全总体架构（以下简称安全架构）的设计应具备良好的弹性与可扩展性，并能够满足5G安全技术的演进发展需求。
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具体而言，对应5G应用、网络、无线接入、终端、系统等演进带来的新安全需求，可以从以下五个方面概括5G安全总体架构的设计需求：
1）5G将渗透到交通、医疗、工业等多元化的垂直行业和领域，并支持人与人、人与物、物与物间多样化的信息交互。因此，安全架构应面向多样化、海量的应用与终端，支持统一的身份管理和认证功能，支持多元化的信任关系构建；面向多元化安全需求，支持差异化安全策略与模组的灵活适配。
2）随着SDN、NFV、切片等技术的引入，5G网络呈现出虚拟化、软件化、开放化等特点。面对这些特点，安全架构应支持高可靠的虚拟化安全技术（如SDN安全、切片安全、VNF安全等）；支持开放接口调用合规性监管，确保服务与能力的安全开放。
3）5G无线接入网具有多类型接入技术融合、超密集组网等特点，并引入了移动边缘计算（MEC）等新型服务技术。因此，安全架构应支持多类型接入技术融合统一接入安全管理，并具备MEC内生服务安全能力。
4）5G在丰富垂直行业与专用领域的应用，使得5G终端类型呈现多元化。因此，安全架构应针对多元化终端的安全需求，支持差异化安全策略与模组的灵活适配，以及高可信终端安全运行环境构建。
5）5G应用、网络、无线接入、终端等方面的特点，导致5G网络的攻击面大幅增加，因此，为了应对潜在未知安全威胁，在安全架构中还需要引入能够对5G网络安全态势管理和监测预警的长效手段。
2.2 认证/鉴别与授权
认证/鉴别与授权主要包括以下方面的需求：
（1）广泛网络实体的身份标识支持：在5G网络服务背景和物联网应用需求下，用户、机构、网络设备和资源、网络服务等不同种类的网络实体将大量接入，需要5G网络对不同类型的实体标识进行广泛的支持。如何定义网络实体的身份标识，以及制定相应的身份标识注册和查询机制，是5G网络服务亟待解决的需求之一。
（2）海量网络实体接入的凭证支持：身份凭证是指用于区分网络实体身份标识的可信依据。5G网络服务需要为物联网提供海量实体身份凭证的支持，如何高效地进行凭证的生成和验证，并针对网络实体不同的安全能力与安全需求等级提供可靠的多级别凭证服务，都将是5G网络实体接入凭证的重要研究问题。
（3）统一的网络实体身份鉴别：身份鉴别即对网络实体凭证进行鉴别的过
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5G信息安全白皮书（未来移动通信论坛） - 图文
