5G核心网网元服务异常检测*

辛冉 高深 阮博男

(1.中国信息通信研究院安全研究所，北京 100191；2. 绿盟科技集团股份有限公司，北京 100089)

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5G作为新一代的移动通信技术，目标是为移动设备之间的通信提供更高的速度与容量，并可以通过网络切片功能依据业务场景实现网络功能的定制化，例如针对车联网场景需要提供低延迟传输，针对流媒体业务需要提供高带宽等。为了实现以上的功能，5G核心网(5G Core, 5GC)采用服务化架构(Service Based Architecture, SBA)进行实现。SBA对网元进行了拆分，所有的网元又都通过接口接入到系统中，使得5GC的服务以比传统网元更精细的粒度运行，并且彼此松耦合，允许升级单个服务，而对其他服务的影响最小，进而使得5GC的配置、扩容与升级更加便利。相比于4G网络，5GC的暴露面更大，因此5GC面临着许多新的安全问题。其中，网元服务安全是5GC面临的新的安全威胁。

华为5G安全架构白皮书[1]中提到5G安全的两个目标，其中一项是：提供方法和机制来保护建立在5G平台上的服务。基于这个目标，本文提出网元服务安全需要解决3个基本问题：5G协议安全、网络架构安全与网元交互安全，阐释了5G协议、5GC网络架构、网元交互过程中可能面临的风险。针对网络架构安全与网元交互安全，本文提出了更加详细的检测方案，并在所提出方案的基础上进一步研究与试验，设计了网元服务异常检测原型，明确了原型中各个模块的技术路线。本文将6种异常场景在原型上进行测试，输出检测结果，结果中包含将异常场景映射到检测基线的全部特征。……