20215G网络安全标准化白皮书word可编辑.docx

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1、5G网络安全标准化白皮书（2021版）2021年5月目录CONTENTS1弓I言25322.15G概念与应用场景22.25G关健技术与安全特性32.2.1T化网堪设施3222服务化网络架构42.2.3边缘化计算资源52.2.4增强的安全能力635G网络安全政策与标准现状93.15G网络安全法规和政策93.1.1美国93.1.2欧盟93.1.3国内现状103.25G网络安全标准化现状113.2.1国外标准化情况11322国内标准化情况1345G网稣全风险174.1终端安全风险174.2IT化网络设施安全风险174.3通信网络安全风险174.4行咽用安全风险184.6网络运维安全风险1855G网络

2、安全标准框架195.1总体原则195.25G网络安全标准化需求19(1)基础共性类需求19(2)终端安全类需求203)IT化网络设施安全类需求20(4)通信网络安全类需求205)5G业务与应用安全类标准20(6)数据应用安全类需求20(7)网络安全运营类常求205.35G网络安全标准框架215.3.1基础共性类标准215.3.2终端安全类标准225.3.3IT化网络设施安全类标准225.3.4通信网络安全类标准235.3.5应用与服务安全类标准245.3.6数据安全类标准245.3.7安全运营管理类标准245.45G网络安全重点标准研制建议2565G网箍全标准化工作推进建议276.1加快推进5

3、G网络安全标准体系建设与重点标准研制276.2提前布局5G融合应用安全风险与保障研究276.3大力开展5G网络安全标准验证与实施286.4深度参与5G网络安全国际标准化工作28附录A国内外已发布及在研相关标准33附件B5G网络安全标准应用实践案例39附录C术语定义441引言当前，以第五代移动通信技术（以下称5G）为代表的新一轮科技和产业变革正在快速兴起，成为世界各国经济发展的重要技术支撑和全球产业竞争的战略高地。2019年起，全球各大运营商竞相加快5G网络部署，各大机构积极探索5G与重点行业的融合创新。截至2020年底，全球131个国家的412家运营商采取各种方式投资5G,59个国家和区域的1

4、40个运营商己推动5G商用，全球共建成超100万个5G基站。其中，我国累计建成5G基站71.8万个，占比超全球总量的70%,形成全球最大规模的5G网络，实现所有地级以上城市5G网络全覆盖。5G凭借全新的架构，引入网络功能虚拟化、服务化网络架构、边缘计算等新型关键技术，大幅提升了移动网络业务能力，通过超高清视频、智能电网、工业互联网、智慧交通、智慧城市等应用，开启了万物广泛互联、人机深度交互的新时代，为产业数字化、生活智慧化、数字化治理提供有力支撑.在全球范围内5G广泛商用、规模快速扩大的背景下，5G网络安全问题也成为各方关注焦点。5G网络安全包括终端安全、IT化网络设施安全、通信网络安全、行业

5、应用安全、数据安全、网络运维安全等多个方面。虽然5G较4G拥有更为完善的安全特性，但随着5G融合应用的不断深入，又将面临的新网络安全威胁与风险。为促进5G与相关产业的健康安全发展，切实发挥标准在网络安全工作中的基础性、规范性、引领性作用，有效指导和体系化推进相关重点标准研究制定工作，本白皮书在充分调研国内外5G网络安全发展情况的基础上，针对5G典型应用场景和关键环节，研究提出5G网络安全标准框架，给出标准化工作推进建议。25G技术概述2.15G概念与应用场景5G即第五代移动通信技术(The5thGenerationWirelesscommunication),是继2G、3G和4G系统之后的延伸

6、，其设计目标是高数据速率、低传输延迟、提升传输质量、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。5G不仅用于人与人之间的通信，还适用于人与物、物与物之间的通信，被视为促进各行业智能化升级、推动数字经济发展的关键技术之一。2015年发布的ITU-RM.2083-0建议书IMTVision-FrameworkandoverallobjectivesofthefuturedevelopmentofIMTfor2020andbeyond提出了5G(IMT-2020)的关键技术特征及指标建议，包括峰值数据速率、用户体验数据速率、频谱效率、移动性、延迟、连接密度、网络能效、区域业务容量等。基于全面提

7、升的网络性能指标，ITU-RM.2083-0建议书进一步定义了5G的三大应用场景：增强移动宽带(EnhancedMobileBroadband,eMBB)、海量机器类通信(MassiveMachineTypeCommunication,mMTC)和超可靠低时延通信(UltraReliableandLowLatencyCommunication,uRLLC),如图1所示。5G结合其三大应用场景，与智慧家庭、智慧城市等社会生活领域结合，与超高清视频和VR/AR等多媒体应用、车联网和工业互联网等行业融合，渗透到生产和生活的各领域，为经济与社会发展注入强劲动力。图1ITU定义的5G关键指标和应用场景增

8、强移动宽带(eMBB)是以人为中心的应用场景，集中表现为超高的传输数据速率，广覆盖下的移动性保证。以常用的视频业务为例，4G网络的平均用户体验速度下行为3050Mbps、上行为68Mbps,能够满足一路高清视频的在线播放需求，无法满足高清直播、多路视频会议的需求；而5G网络的平均用户体验速度下行为100Mbps.上行为50Mbps,用户体验会有明显的提升。海量机器类通信（mMTC）以大规模物联网为应用场景，支持密集环境下的海量机器类通信，使得人与机器、机器与机器的大规模通信成为可能。niiITC的海量体现在两个方面：首先，5G网络可连接的物联网设备量远大于4G,每平方公里可支持100万个连接；

9、其次，联网设备和业务的种类也大大丰富了,支持多种使用不同通信模式的终端，比如：仅作为主叫不作为被叫被寻址的终端、仅在固定时间间隔激活和通信的终端。大部分物联网终端具有资源受限的特点和低功耗工作要求，5G在架构和协议设计上做了优化，简化了连接建立和管理模型，可最大限度降低物联网终端的功耗。超可靠超低时延通信（URLLC）以无人驾驶、远程医疗、智能制造等关键通信为应用场景，必须严格满足业务需求的时延和可靠性。4G网络时延最小只能达到20ms左右，但是5G系统本身可将端到端时延降低到10ms、且在高速移动（500KM/H）情况下保持高可靠性（99.999%）连接。同时，5G系统架构支持边缘计算，可进

10、一步降低业务时延，确保时延敏感场景下高速通信、及时执行命令和发送反馈。2.25G关键技术与安全特性2.2.1IT化网络设施传统移动通信网络基于网元设备实现网络功能。5G在网络基础设施层面引入了包括网络功能虚拟化（NetworkFunctionVirtualization,NFV）、软件定义网络（SoftwareDefinedNetwork,SDN）等IT技术，并支持通过网络切片将网络划分为虚拟专网，从而能够低成本、灵活快速地满足行业应用对网络的高安全性和可定制化需求。网络功能虚拟化：NFV技术实现了计算和存储资源的虚拟化，实现了软件与硬件的解耦，使网络功能不再依赖于专有通信硬件平台、专用操作系

11、统，实现了5G网络基础设施的云化，支持资源的集中控制、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。软件定义网络：SDN技术实现了通信连接的软件定义，将数据通信设备拆分为控制面和数据面，控制面集中控制并提供可编程接口，实现了根据组网和业务需要灵活定义网络传输通道，可灵活调度流量并编排安全能力。网络切片：网络切片是为满足垂直行业对网络能力可定制化、通信及信息安全可控化的需求而出现的，它可将一个物理网络切分成功能、特性各不相同的多个逻辑网络，同时支持多种业务场景。基于网络切片技术，可以隔离不同业务场景所需的网络资源、提高网络资源利用率。2.2.2服务化网络架构传统移动通信网络架构基于固

12、定网元、固定连接，网络功能的可扩展性受限。为了满足5G时代灵活部署的需要，5G采用了服务化架构(SerViCe-basedArchitecture,SBA),将原有的网元按照“微服务”的理念拆分为松耦合、细粒度的网络功能(NetworkFunction,NF),通过服务调用、服务组合的方式实现核心网的基本功能。5G核心网内的应用功能(ApplicationFunction,AF)指应用层的各种服务，它既可以是运营商内部应用，也可以是第三方应用，其他网元可通过AF的服务化接口Naf对其进行访问。3GPP将5G核心网定义为一个可分解的网络体系结构，引入了控制面和用户面分离，其中核心网用户面采用传统

13、架构和接口，用户面功能(USerPlaneFunction,UPF)负责数据包的路由转发、与外部数据网络的数据交互等，核心网控制面网元采用服务化架构设计，彼此之间通信采用服务化接口，从而提供多个网络功能服务。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。如图2所示，5G核心网将控制面拆分为多个网络功能：接入和移动性管理功能(ACCeSSandMobilityManagementFunction,AMF)主要负责终端接入和移动性管理，对应的服务化接口为Namf:会话管理功能(SessionMa

14、nagementFunction,SMF)负责会话管理，对应的服务化接口为Nsmf:策略控制功能(PoIiCyControlFunction,PCF)负责策略管理，对应的服务化接口为Npcf;网络切片选择功能(NetworkSliceSelectionFunction.NSSF)负责判断应该为UE提供何种网络切片服务，对应的服务化接口为Nnssf；网络开放功能(NetworkExposureFunction,NEF)负责开放网络能力给AF,对应的服务化接口为Nnef；网络存储功能(NetworkRepositoryFunction,NRF)负责NF以及NF上提供的服务的统一管理，包括注册、发现

15、、授权等功能，对应的服务化接口为Nnrf:统一数据管理(UnifiedDataManagement5UDM)负责用户数据管理等，对应的服务化接口为Nudmo5G独立组网架构中，SB化的核心网控制面及用户面对外交互时所涉及的业务接口包括:NL控制面与用户终端之间的接口。N2：控制面与无线接入网之间的接口。N3：用户面和无线接入网之间的接口。N4：控制面和用户面之间的接口。N6：用户面和数据网络之间的接口。N9：用户面的漫游接口。图25(；独立组网架构2.2.3边缘化计算资源3G/4G时代，网络服务普遍采用云端协同的方式，即远端的云计算或者云数据中心和终端相互配合完成网络服务的提供和访问。5G时代，大量高可靠低时延业务出现，对网络传输和服务计算的时延效率提出更高需求，边缘计算(MEC,Multi-accessEdgeComputing)的应用需求更为广泛。5G网络本身也支持更加灵活的边缘计算服务。边缘计算作为5G网络新型网络架构的主要特征之一，部署在无线基站、接入机房等网络边缘，通过将计算能力和IT服务环境下沉，就近向用户提供服务，从而构建一个具备高性能、低时延与高带宽的电信级服务