1  引言

1.1 研究背景介绍

5G已经开始在全球范围内商业部署,以满足人类对移动通信网络更高传输速率、更大连接数量、更低传输时延的需求。随着 5G 时代的到来,移动通信网络对人类社会的影响将会上升到前所未有的高度,与之相对应地,5G 网络的安全性也变得空前重要。然而,5G网络新的架构、技术、业务、协议都对 5G 网络安全提出了新的挑战,特别是 5G 网络的正确运行需要依靠复杂庞大的协议体系,而这些协议很难保证绝对安全。根据以往的经验,移动通信网络中的协议缺陷极易成为恶意攻# 击者利用的武器。5G 网络采用了诸多新协议,比如 5G AKA(5G Authentication and Key Agreement)、EAP-AKA’、改进的NAS层协议等,因此有必要对 5G 网络中的新协议进行安全性分析,研究其中的脆弱点并进行修复。本文主要对5GAKA协议的安全性分析。

1.1.1 5G网络的迅速发展和广泛应用

近年来,为了满足人类社会对移动网络超高传输速率、海量设备连接、低时延高可靠通信以及各种垂直行业差异化通信的迫切需求,第五代移动通信网络(5G)应运而生。自2016年以来,第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)开始致力于5G标准的制定工作,并于2018年6月冻结了5G独立组网(Stand alone,SA)标准,这同之前冻结的5G非独立组网(Non-Stand alone,NSA)标准,共同组成 5G 第一阶段标准,这为5G网络的商业部署铺平了道路。5G网络的迅速发展得益于其卓越的性能特性。高带宽和低延迟的特点使得5G网络可以支持更多的设备连接,为移动通信、智能交通、远程医疗等领域提供了更为强大的支持。5G的引入不仅带来了更快的下载速度,更为重要的是为创新性应用如智能城市、工业自动化等提供了技术基础。如今,5G 网络基础设施建设正在全球范围内如火如荼地进行,一个万物互联的时代即将到来。