5G时代计算机网络信息安全问题探析

杨青丰 刘思雨 唐丽萍

【摘  要】信息技术的发展极大促进了人类社会的进步，5G时代在为人们的生活工作提供更多便利的同时，其自身计算机网络信息安全问题逐渐受到人们的关注。基于此，论文首先对5G网络概念及优势进行了阐述，简要分析了5G网络控制技术，进而引发对5G时代计算机网络信息安全问题的思考，并寻求能够有效解决5G网络信息安全问题的对策，以期为我国5G网络技术的顺利发展提供帮助。

【Abstract】The development of information technology has greatly promoted the progress of human society. While 5G era provides more convenience for people's life and work， its own computer network information security has gradually attracted people's attention. Based on this， this paper firstly describes the concept and advantages of 5G network， briefly analyzes the 5G network control technology， and then causes the consideration of the computer network information security problems in the 5G era， and seeks for effective solutions to the 5G network information security problems， so as to provide help for the smooth development of 5G network technology in China.

【关键词】5G时代;计算机;网络信息安全

【Keywords】5G era; computer; network information security

【中图分类号】TP393.08                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）12-0146-03

1 引言

近年来，我国从1G空白实现了5G领先，5G时代的到来不仅仅是满足于人们日常通话、上网等基本功能，而是更加智能化、信息化，是集通信、大数据、物联网以及人工智能等诸多先进技术为一体的复杂体系。通信系统越复杂它所面临的网络信息安全问题也就越多，因此，5G时代的到来还需要我们在网络信息安全方面做好保障。

2 5G网络的概念及优势

2.1 5G网络的概念

5G即5th-Generation，是对第五代移动通信技术的简称，如果说4G时代改变了个人的生活和工作模式，那么5G的影响更加巨大，改变的不仅仅是个人，而是诸多行业甚至整个国家的发展格局。5G网络在4G网络的基础上进行了进一步优化和提升，目前来看，5G应用主要有3个方面：一是对现有的4G网络进行进一步发展，提升用户体验;二是人工智能的应用，如无人驾驶、VR/AR等的应用;三是物联网技术。相比4G而言，5G在信息传输方面速率更高、网络功耗更低、频谱效率更高，同时5G网络还能够与人工智能技术、物联网技术等有机融合，形成巨大的信息网络，涉及生产生活的方方面面。

2.2 5G网络的优势

首先，5G网络进一步提升了信息传输速率。目前LTE峰值速率能够达到100MB/s，5G网络环境下，可以在此基础上提升10倍甚至百倍。这是因为5G网络选择了更高頻率波段的无线电波，相比4G网络使用的无线电波而言具有更强的穿透性，数据信息在传播过程中能量衰减少，利用度高，传输速率更快，用户体验更好。

其次，5G网络时延更低。相比4G网络而言，5G网络环境下端到端时延大大缩短，业务时延不到5ms，通信环境更佳。

最后，更多设备的连接。5G时代的到来最大的优势是将更多设备连接到无线网络中，实现“万物联网”。5G网络利用方向性波束赋形，通过吸收屏蔽和交叉极化的方式实现收发信号的同步，有效提升了传输速率，降低网络延时，从而实现更多终端设备之间的连接，实现“万物联网”[1]。

3 5G网络控制技术分析

3.1 大规模MIMO控制技术

5G一项关键性技术就是大规模MIMO技术，即大规模天线技术。传统的TDD网络天线最多不超过8天线，而大规模MIMO控制技术天线数可以达到256个。从信号覆盖维度来看，传统的MIMO技术下，信号覆盖只能实现水平方向的移动，无法进行垂直方向上的移动，信号的发射是平面发射的，而大规模MIMO控制技术下，信号覆盖不仅能够水平方向移动，还能够进行垂直方向上的移动，信号辐射是以电磁波束状发射出去的，覆盖范围更广。从现在网络应用上来看，大规模MIMO控制技术能够实现移动通信网络信息实时传输，同时还能够提升通信传输速度，从而提升通信信息系统网络容量。因此，大规模MIMO控制技术的应用能够更好地满足当前5G网络信息发展的需求。

3.2 同时同频全双工技术

与传统的FDD、TDD双工方式相比，全双工技术突破了传统FDD与TDD方式对频谱资源使用的限制，频谱资源的使用更加方便灵活。同时同频全双工技术能够同时利用相同的信号频谱，进行两个收发系统的信息传输，提高了空口频谱效率，同时也降低了收发系统信息响应延时。但是全双工技术对于干扰消除技术要求较高，需要具备极强的干扰消除能力，尤其是在多天线以及组网环境下，同时同频全双工技术应用存在较大的难度。

3.3 D2D技术

在5G之间，传统的蜂窝通信系统组网方式是以基站为中心实现区域内覆盖，但是由于基站无法移动，网络结构不够灵活。而5G网络不仅要实现用户端与终端的网络连接，同时还有更多无线多媒体业务加入进来，传统的技术模式难以满足大量用户在不同环境下的业务需求。D2D技术则能够很好地解决这一问题，D2D技术无需依靠现实中的基站，而是以虚拟基站网络为中心，拓展网络连接和接入方式，用户端与终端之间通信距离更短，通信效果更好。与此同时，D2D技术的应用还能够大大提升频谱资源的利用效率，降低功耗，延时更低，有效改善网络覆盖问题，为大量用户各种复杂业务提供可靠的通信网络[2]。

4 5G时代计算机网络信息安全问题

4.1 网络通信安全问题

5G时代的到来相比4G时代为人们带来了更多便利，用户网络体验更佳。但是5G网络采用了更多先进的通信技术，改变了原来4G的网络架构，改变了传统以基站为中心的通信模式，同时也无法使用传统以基站为中心的信息安全监测体系，而是用户与用户之间进行直接通信，这就容易产生更多网络通信安全问题，而如何加强网络通信保护是5G时代网络通信需要考虑的问题。此外，5G时代的到来也为海量信息传输的检测和加密等安全防护提出了更高的要求，海量终端超大连接也承担着更高的安全责任，一旦受到全网攻击会造成严重的后果。

4.2 网络数据安全问题

纵观无线通信技术的发展，每一次技术的革新都必将带来更多的安全隐患问题。相比4G网络技术而言，5G网络采用了切片技术，通过对每个业务进行虚拟网络设置实现更加高效的数据传输。但是一旦网络切片被非法程序访问，必将会破坏用户数据的完整性，造成大量用户数据被破坏和泄漏。此外，5G网络环境下，数据的传输方式更加灵活和开放，而数据所面临的安全问题也更加严峻，有可能会在传输过程中被非法拦截、违法盜取、恶意篡改等，并且一旦个人数据被盗取，由于5G网络环境下数据传输更快，很难对盗取的数据进行追踪，这些问题必将随着5G技术的发展而显现出来[3]。

4.3 用户隐私安全问题

在4G网络时代，用户隐私安全问题就一直存在，而5G网络时代的到来，用户与其他用户之间的访问更加频繁，连接数量也更多，用户隐私安全问题更难以保障。与此同时，5G网络由于依靠高频段实现信息传输，虽然高频段具有波长短、能量高的优势，但是同时由于波长较短，信号覆盖范围受到限制，就需要更加密集的基站提供信号传输支持，但是基站的增加使得用户被精准定位，如果有不法分子运用运营商定位数据，则会造成用户隐私泄漏问题。在网络时代，用户隐私逐渐变得透明，一旦被不法分子进行利用将会对个人和全社会造成严重的损失，因此，需要相关部门做好风险防范。

4.4 5G技术自身的缺陷问题

5G技术是近年来新兴起的技术，虽然其在4G技术上进行了更多的延伸和优化，但是目前还没有进行大范围使用。5G技术目前还不算成熟，人们所发现的网络信息安全问题只是在部分地区推广使用过程中所暴露出来的问题，例如，D2D通信技术在5G网络通信中的应用存在很大的干扰性，严重影响周围用户，这是5G技术的发展带来的新的问题。但是对于5G技术其他方面的网络信息安全问题，有可能还有许多目前尚未暴露出来，人们尚未发现的问题，可能随着5G技术的发展和应用在未来体现出来。总而言之，5G技术属于新兴科技，在使用过程中不可避免地会存在各种各样的问题，如何进一步优化5G技术，并且做好网络信息安全问题预测和预防是研发人员需要解决的问题[4]。

5 5G时代计算机网络信息安全问题的应对措施

网络信息安全问题是网络时代每个人都需要面对的问题，5G时代的到来可以从以下几方面进行应对。

5.1 建立健全5G安全体系

5G时代计算机网络信息安全问题不仅仅涉及用户个人，还关系到国家众多项目的发展。同时，我国5G技术发展迅速，5G安全问题关系着未来我国5G网络技术的可持续发展。因此，在5G网络技术发展初期有必要建立健全5G安全体系。

首先，加快5G基础设施建设。5G网络技术的应用相比4G网络技术对基础设施有了更多的要求，与此同时在安全体系建设方面也需要做好相关基础设施规划与建设，从国家、企业、个人等层面构建我国5G网络技术安全保障体系。此外，在市政基础设施规划方面还需要考虑到5G基站、管线以及机房等一系列配套设施的部署，为5G网络技术的顺利推进创造安全稳定的环境。其次，无线通信技术的每一次创新变革都会引发一系列新的网络信息安全问题。5G时代的到来，相关技术人员可以充分参考4G时代初期在发展过程中遇到的一系列问题，结合5G网络技术特点和具体应用对未来5G发展过程中可能遇到的网络信息安全问题进行预测，并尽可能进行规避，同时提高网络监管部门的工作效率，全力做好5G网络信息安全体系建设。最后，加强5G供应链安全管理。一方面要加强我国5G全球供应链系统建设，对5G供应链有可能存在的网络安全问题进行识别，根据问题来源、造成的影响采取有效的应对措施，构建可持续的5G供应链;另一方面要积极与国外其他国家加强技术合作，共同推进5G技术的发展。

5.2 做好网络信息安全问题应急预案

对5G时代到来可能会带来的一系列网络信息安全风险问题进行预判，并制定相应的应急预案是十分必要的。在进行预案制定方面需要充分考虑5G技术的复杂性，多角度、多层面考虑问题，虽然目前我们无法百分之百保证网络信息安全，但是要尽量做到一旦有问题出现可以及时拿出有效的解决措施，第一时间将损失降到最低，保护5G网络技术的健康发展。

首先，做好经济风险应急预案。5G时代的到来无疑是科学技术发展的结果，科技的进步能够有效推动人类社会经济的快速发展，然而这种经济具有很大的不确定性，因此需要做好相应的经济风险紧急预案。其次，做好文化风险应急预案。网络信息的普及和发展使得信息传播速度更快，范围更广，与此同时也加剧了不同国家和地域之间的文化传播，其中不乏一些不良文化思想的渗透。在5G网络环境下，必将有越来越多的文化涌入网络环境中，有可能会对我国本土优秀传统文化造成巨大冲击。因此，有必要做好文化风险紧急预案，创造文明健康的网络环境。最后，做好社会风险应急预案。随着互联网的普及，几乎每个家庭都有手机、平板等电子设备，网络在给人们生活工作带来便捷的同时也影响着更多人的娱乐方式和思维模式。目前，智能电子设备逐渐呈现出低龄化趋势，越来越多的儿童将手机网游、短视频等作为主要娱乐方式，甚至沉溺于虚拟的网络文化中不可自拔，长此以往有可能造成儿童心理问题，形成错误的思想观念等，引发一系列社会性问题[5]。因此，需要意识到5G网络技术对整个社会造成的风险问题，并制定相应的风险预案。

5.3 加强网络安全监督管理

目前，我国已经正式进入5G时代，我国网络信息安全即将迎来新的挑战。网络监管部门需要加大监管力度，充分保证5G网络环境下的网络信息安全。首先，网络监管部门要对5G网络技术有充分的了解，未雨绸缪，提前部署，积极预防，对有可能出现的网络信息安全问题做好防范。其次，监督管理部门要不断提高个人业务能力，学习相关业务知识，有效识别网络信息安全隐患问题，并将其扼杀在萌芽中，避免引发更大的安全问题。最后，发挥市场监督作用。5G网络的顺利发展与推行，需要市场为用户提供安全的5G网络环境，获取用户對5G网络的信任，因此，市场应当充分发挥监督作用。例如，可以开放举报通道，借广大民众的力量共同监督5G网络信息安全，共同构建公平、公正、安全的网络运行环境。此外，在监管过程中，还需要对网络资源进行合理分配，并提供有效的安全认证机制，让广大用户能够放心使用5G网络。

5.4 不断完善5G各项技术

5G时代计算机网络信息安全问题的产生很大一部分原因是5G技术不成熟、不完善引起的，由于5G技术自身一些缺陷的存在使得一些不法分子有机可乘，因此，完善5G各项技术是解决一系列可能造成的网络信息安全问题的关键。目前，我国不少地区纷纷试水5G网络，除了不同地区暴露出来的网络信息安全问题之外，还需要做好用户体验及市场调研，有效挖掘5G网络背后所隐藏的不完善之处，并采取有效措施不断优化，为广大民众提供更加可靠、安全的网络环境[6]。除此之外，5G网络技术研发人员也要不断创新，积极学习先进的网络信息知识，在现有的5G技术基础上进行改进升级，通过不断完善5G各项技术保障我国在全面进入5G时代后网络环境的安全性，5G技术相关的各项技术及产业也能够健康发展。

6 结语

5G时代的到来对人类社会产生的影响必将是深远的，这将是一场前所未有的变革，在未来必然有着广阔的发展前景。但是与此同时，我们应当清醒地认识到，目前5G技术尚未完全成熟，还有诸多安全隐患需要引起我们高度关注，网络信息安全问题是网络时代不可避免的问题，而5G时代的到来无疑会使得这一问题更加复杂和难以防御。因此，适用于5G技术的网络安全管理机制必须尽快完善，对有可能引发的一系列问题做好充足的应急准备工作，最大程度增强5G网络信息安全防护能力，在享受5G网络更多便捷的同时维护网络信息安全。

【参考文献】

【1】石玉峰.浅谈5G网络安全风险与应对策略[J].科技经济导刊，2021，29（04）：40-41.

【2】虞尚智.5G网络信息面临的安全问题及防护办法[J].中国新通信，2020，22（22）：42-43.

【3】旷晖.5G通信时代计算机网络信息安全问题探究[J].电脑与电信，2020（08）：33-35.

【4】吴楚洲.5G时代网络信息安全问题与展望探析[J].数字技术与应用，2020，38（01）：180+182.

【5】董广民.浅析5G时代网络信息安全问题与展望[J].中国新技术新产品，2019（16）：18-19.

【6】周震，李夏媛.大数据时代的网络信息安全及防范措施[J].通讯世界，2019，26（06）：81-82.