基于5G/6G 移动通信技术的无线网络安全通信分析研究

引言

5G 技术的快速普及，推动了物联网、工业互联网、智能交通等众多领域的变革，使网络连接从人与人向人与物、物与物拓展，海量设备接入网络，数据流量呈爆发式增长。6G 作为下一代移动通信技术的研究方向，旨在实现更高速率、更低时延、更广覆盖以及更强的智能化，将进一步重塑通信格局。无线网络的开放性和复杂性，使其易遭受各类安全威胁，如网络攻击、数据泄露等，严重影响用户隐私与网络稳定运行，因此无线网络安全通信研究迫在眉睫。深入分析 5G/6G 移动通信技术下无线网络安全通信存在的问题，探索有效的安全防护措施，保障无线网络安全稳定运行。为无线网络安全通信技术的发展提供理论支持，有助于制定合理的安全策略，提升用户对无线网络的信任度，促进 5G/6G 技术的广泛应用与产业健康发展。

一、5G/6G 移动通信技术概述

峰值速率可达 10Gbps 以上，相比 4G 有数十倍提升，满足高清视频、虚拟现实等大带宽应用需求。空口时延低至 1 毫秒，支持自动驾驶、远程医疗等对时延敏感的业务。每平方公里可连接设备数达 100 万，适应物联网大规模设备接入场景。实现太赫兹频段通信，速率有望达到1Tbps，具备超可靠低时延通信、全域覆盖、感知与通信融合等特性。如太赫兹通信技术、智能超表面技术、分布式大规模 MIMO 技术等，这些技术将为6G 提供更强大的性能支撑。

二、5G/6G 无线网络安全通信面临的挑战

（一）网络架构变革带来的安全风险

5G 采用软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）技术，网络架构更加灵活但也更复杂。SDN 控制器集中管理网络，一旦遭受攻击，可能导致全网瘫痪；NFV 将网络功能虚拟化，多个虚拟网络功能共享物理资源，增加了安全隔离难度。6G 网络架构可能更加分布式、异构化，不同接入技术和网络层次融合，安全管理与协同难度加大，面临跨域安全威胁。（二）无线接入安全问题

在 5G/6G 环境下，海量设备高速移动接入网络，传统认证机制难以满足快速认证需求，可能导致认证延迟或认证失败，影响用户体验。同时，攻击者可能利用认证漏洞进行中间人攻击、重放攻击等，窃取用户身份信息和通信数据。6G 可能引入新的无线接入技术，如太赫兹通信，其频段特性可能带来新的安全挑战，如信号易受干扰、传播距离有限导致的安全覆盖范围问题。

（三）数据安全威胁

5G/6G 网络数据流量大、种类多，包括用户敏感信息、企业商业数据等。数据在传输、存储过程中易遭受窃听、篡改、泄露等威胁。例如，在物联网应用中，设备采集的数据可能被攻击者截取篡改，影响生产决策和系统运行。随着人工智能在 6G 中的应用，数据隐私保护面临新挑战。人工智能模型训练需大量数据，如何在数据共享与利用过程中保护数据隐私成为关键问题。

三、5G/6G 无线网络安全通信机制

（一）认证与密钥协商机制

针对 5G/6G 海量设备快速接入需求，研究轻量级认证协议，采用椭圆曲线密码体制等高效加密算法，减少认证开销，提高认证效率。同时，引入基于身份的认证技术，简化认证流程，降低认证复杂度。建立安全的密钥协商机制，确保通信双方在不安全的网络环境中协商出共享密钥。例如，采用量子密钥分发技术，利用量子力学特性实现绝对安全的密钥

分发，为通信加密提供基础。

（二）加密机制

在数据传输层，采用对称加密算法（如 AES）对数据进行快速加密，保障数据传输的保密性。同时，结合非对称加密算法（如 RSA）进行密钥交换，确保对称密钥的安全分发。针对 6G 可能出现的新应用场景，如边缘计算中的数据处理，研究适合边缘环境的加密机制，在保障数据安全的同时兼顾计算效率。

（三）安全隔离机制

对于 5G SDN/NFV 架构，通过网络切片技术实现不同业务的安全隔离。每个网络切片为特定业务提供定制化的网络服务，切片之间在逻辑和物理上进行隔离，防止业务间的安全干扰。在6G 异构网络中，采用分布式安全隔离技术，结合软件定义安全（SDSec）理念，根据网络节点的角色和功能进行动态安全隔离，保障网络的安全性和灵活性。

四、5G/6G 无线网络安全通信防护策略

（一）网络安全监测与预警

构建 5G/6G 无线网络安全监测系统，利用机器学习、大数据分析等技术，实时监测网络流量、设备状态等关键指标。通过异常检测算法识别网络攻击行为，如 DDoS 攻击、恶意软件传播等。建立安全预警机制，当监测到安全威胁时，及时向网络管理员和用户发送预警信息，采取相应的应急措施，如阻断攻击流量、隔离受感染设备等，降低安全事件造成的损失。

（二）安全漏洞管理

定期对 5G/6G 网络设备和系统进行安全漏洞扫描，包括基站、核心网设备、终端设备等。采用自动化漏洞扫描工具，提高扫描效率和准确性。建立安全漏洞库，对发现的漏洞进行分类、评估和跟踪管理。及时更新设备和系统的补丁，修复安全漏洞，确保网络安全。

（三）安全意识培养

对 5G/6G 网络运营企业员工进行安全培训，提高其安全意识和操作技能。培训内容包括网络安全法规、安全策略、应急响应流程等。面向用户开展无线网络安全宣传教育活动，提高用户对无线网络安全的认知，引导用户正确使用网络设备，如设置强密码、不随意连接未知Wi-Fi 等，降低用户端安全风险。

综上所述，5G/6G 移动通信技术为无线网络带来了高性能与新机遇，但也面临诸多安全挑战，包括网络架构、无线接入和数据安全等方面。通过建立有效的安全通信机制，如认证与密钥协商、加密、安全隔离等，以及实施防护策略，如网络监测预警、漏洞管理和安全意识培养，可以提升 5G/6G 无线网络安全通信水平。随着 5G/6G 技术的持续发展，新的安全威胁可能不断涌现，需要进一步深入研究无线网络安全通信技术，探索更加先进的安全机制和防护策略。加强跨领域合作，融合密码学、人工智能、物联网等多学科知识，共同推动 5G/6G 无线网络安全通信技术的创新发展，为未来智能社会的网络安全提供坚实保障。

参考文献

[1] 杨杰, 季新生, 王飞虎, 等. 窃听者随机分布下智能反射面辅助的MISO 系统物理层安全性能分析 [J]. 电子与信息学报 .2022,44(5)

[2] 曹雍 , 杨震 , 冯友宏 . 新的 NOMA 功率分配策略 [J]. 通信学报 .2017,(10).

[3] 邓单 , 周雯 . 不可信无线中继网络中基于用户选择的安全通信研究 [J]. 电子学报 .2017,(7).