白癜风治疗医院哪家好 http://pf.39.net/bdfyy/bjzkbdfyy/本文翻译RogerPiquerasJover和VukMarojevic的SecurityandProtocolExploitAnalysisofthe5GSpecications，本文仅限于个人学习，研究，交流，不得用于其他商业用途！
摘要
第三代合作伙伴计划（3GPP）于年3月发布了其第一个5G安全规范。本文回顾了所提出的安全体系结构，其主要要求和过程，并在已知和新协议漏洞的背景下对它们进行了评估。虽然安全性已经从前几代改进，但我们的分析确定了不切实际的5G系统假设和协议边缘情况，这些情况可能使5G通信系统容易受到对抗性攻击。例如，仍然支持空加密和空认证，并且可以在有效的系统配置中使用。由于没有明确的提议来处理预认证消息，移动设备继续隐含地信任任何服务网络，这可能会或可能不会强制执行许多可选的安全功能，或者可能不合法。此外，一些关键的安全和密钥管理功能不在规范范围之内。与已知的4G长期演进（LTE）协议漏洞的比较表明，从版本.0.0版开始，5G安全规范并未完全解决用户隐私和网络可用性方面的挑战。
I.引言
第三代合作伙伴计划（3GPP）于年3月发布了移动通信系统规范的第14版，为第5代移动通信（5G）奠定了基础。随着无线电层的突破性升级，新无线电（NR）标准实现了一个先进的物理层，支持毫米波通信和天线阵列，适用于大规模多输入多输出（MIMO）系统[1]。同时，5G核心网络（5GC）经过重新设计，以提高灵活性和服务多功能性。5G网络的目标是为增强的移动宽带，大规模机器类型通信和实时控制提供无处不在的高速和低延迟连接。5G将实现触觉互联网，无线增强和虚拟现实，智能互联车辆以及进一步的新连接类型[2][3]。与前几代-2G，3G和4G长期演进（LTE）一样，安全性对于5G网络和服务至关重要。蜂窝通信网络为全球数十亿平民提供连接。它们也是当前和新兴关键基础设施的连接基石，支持智能电网，第一响应单元和先进的军事行动。5G的出现将使民用，工业和任务关键领域的新纵向成为可能[3]。受传统2G网络固有的安全弱点的影响，例如网络和用户设备（UE）之间缺乏相互认证，安全性一直是从3G开始的移动通信的关键设计考虑因素之一。LTE实现了强大的加密和完整性保护算法，使用对称密钥进行相互身份验证，这些密钥安全地存储在通用用户识别模块（USIM）和运营商的归属用户服务器（HSS）[4]中。尽管如此，LTE协议固有的一系列漏洞仍然存在，并且在过去几年中已经被研究人员识别出来。例如，大量的预认证消息以明文形式发送，可用于发起拒绝服务（DoS）攻击并获取移动用户的位置信息[5]-[7]。LTE规范的第一个版本，即3GPPRelease8，于年发布。但是，直到很久以后，主要的安全漏洞才在开放文献中被识别和报告。其中一个原因是缺乏可用且价格合理的LTE安全研究工具。在个人计算机上运行的LTE开源软件库以及使用商业现成的软件定义无线电（SDR）外围设备直到最近几年才达到足够的成熟度。一旦它们可用，就会出现LTE移动通信领域的一系列优秀安全研究，并确定了许多协议漏洞[5],[7]-[10]。与LTE一样，安全性是5G系统定义和规范的关键考虑因素和核心方面。自从NR和5G-S（5G系统）的通信协议开始以来，已经在解决已知的LTE协议漏洞方面做了大量努力，特别
