जाहिर है, सुरक्षा तंत्र के बारे में सोचने के बिना एक नया संचार मानक विकसित करना एक असामान्य रूप से संदिग्ध और बेकार मामला है।

5 जी सुरक्षा वास्तुकला - 5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क में लागू सुरक्षा तंत्र और प्रक्रियाओं का एक सेट और कोर से रेडियो इंटरफेस तक सभी नेटवर्क घटकों को कवर करना।

5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क , संक्षेप में, 4 वीं पीढ़ी के एलटीई नेटवर्क का विकास है । रेडियो पहुंच प्रौद्योगिकियों में सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं। 5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क के लिए, एक नया आरएटी (रेडियो एक्सेस टेक्नोलॉजी) विकसित किया गया था - 5 जी न्यू रेडियो । नेटवर्क कोर के लिए, यह इस तरह के महत्वपूर्ण परिवर्तनों से नहीं गुजरा है। इस संबंध में, 5 जी नेटवर्क की सुरक्षा वास्तुकला को 4 जी एलटीई मानक में अपनाई गई प्रासंगिक प्रौद्योगिकियों के पुन: उपयोग पर ध्यान केंद्रित करने के साथ विकसित किया गया था।

हालांकि, यह ध्यान देने योग्य है कि रेडियो इंटरफेस और सिग्नलिंग प्लेन ( सिग्नलिंग प्लेन), डीडीओएस अटैक, मैन-इन-द-मिडिल अटैक आदि पर हमलों के रूप में इस तरह के जाने-माने खतरों पर पुनर्विचार ने दूरसंचार ऑपरेटरों को नए मानकों को विकसित करने और पूरी तरह से नए तंत्र को एकीकृत करने के लिए प्रेरित किया। 5 वीं पीढ़ी की नेटवर्क सुरक्षा।

आवश्यक शर्तें

2015 में, अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ ने पांचवीं पीढ़ी के नेटवर्क के विकास के लिए अपनी तरह की पहली वैश्विक योजना तैयार की, यही वजह है कि 5 जी नेटवर्क में सुरक्षा तंत्र और प्रक्रियाओं को विकसित करने का मुद्दा विशेष रूप से तीव्र था।

नई तकनीक ने वास्तव में प्रभावशाली डेटा ट्रांसफर गति (1 से अधिक Gbit / s) की पेशकश की, 1 एमएस से कम की देरी और एक साथ ² किमी के दायरे में लगभग 1 मिलियन डिवाइस कनेक्ट करने की क्षमता। 5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क के लिए इन उच्चतम आवश्यकताओं को उनके संगठन के सिद्धांतों में परिलक्षित किया जाता है।

मुख्य एक विकेन्द्रीकरण था, जिसने नेटवर्क की परिधि पर कई स्थानीय डेटाबेस और उनके प्रसंस्करण केंद्रों की नियुक्ति को निहित किया। इसने M2M संचार में देरी को कम करना और बड़ी संख्या में IoT उपकरणों के रखरखाव के कारण नेटवर्क को राहत देना संभव बना दिया। इस प्रकार, नई पीढ़ी के नेटवर्क की सीमा बेस स्टेशनों तक विस्तारित हो गई, जिससे आप स्थानीय संचार केंद्र बना सकते हैं और महत्वपूर्ण देरी या सेवा से इनकार किए बिना क्लाउड सेवाएं प्रदान कर सकते हैं। स्वाभाविक रूप से, नेटवर्किंग और ग्राहक सेवा में रुचि रखने वाले घुसपैठियों के लिए परिवर्तित दृष्टिकोण, क्योंकि इसने उनके लिए नए अवसर खोले, ताकि सेवा से वंचित करने या ऑपरेटर के कंप्यूटिंग संसाधनों को जब्त करने के लिए स्वयं गोपनीय जानकारी और नेटवर्क घटकों दोनों पर हमला किया जा सके।

5 वीं पीढ़ी की नेटवर्क कमजोरियां

बड़े हमले की सतह

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तीसरी और चौथी पीढ़ी के दूरसंचार नेटवर्क का निर्माण करते समय, दूरसंचार ऑपरेटर आमतौर पर एक या अधिक विक्रेताओं के साथ काम करने के लिए खुद को सीमित कर देते हैं, जो तुरंत हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर का एक सेट प्रदान करते हैं। यही है, सब कुछ काम कर सकता है, जैसा कि वे कहते हैं, "बॉक्स से बाहर" - सभी की जरूरत थी जो विक्रेता से खरीदे गए उपकरणों को स्थापित और कॉन्फ़िगर करना था; मालिकाना सॉफ्टवेयर को बदलने या पूरक करने की कोई आवश्यकता नहीं थी। वर्तमान रुझान इस "क्लासिक" दृष्टिकोण के लिए काउंटर चलाते हैं और नेटवर्क के वर्चुअलाइजेशन के उद्देश्य से होते हैं, इन्हें बनाने के लिए एक बहु-विक्रेता दृष्टिकोण और विभिन्न प्रकार के सॉफ़्टवेयर। एसडीएन (सॉफ्टवेयर डिफाइंड नेटवर्क) और एनएफवी (नेटवर्क फंक्शंस वर्चुअलाइजेशन) जैसी प्रौद्योगिकियां तेजी से लोकप्रिय हो रही हैं, जो संचार नेटवर्क के प्रबंधन की प्रक्रियाओं और कार्यों में खुले स्रोत कोड के आधार पर निर्मित सॉफ्टवेयर की एक बड़ी राशि को शामिल करने की ओर ले जाती हैं। यह हमलावरों को ऑपरेटर के नेटवर्क की बेहतर जांच करने और अधिक कमजोरियों की पहचान करने का अवसर देता है, जो बदले में, वर्तमान की तुलना में नई पीढ़ी के नेटवर्क की हमले की सतह को बढ़ाता है।

बड़ी संख्या में IoT डिवाइस

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2021 तक, 5G नेटवर्क से जुड़े लगभग 57% डिवाइस IoT डिवाइस होंगे। इसका मतलब यह है कि अधिकांश मेजबानों में क्रिप्टोग्राफिक क्षमताएं (क्लॉज 2 देखें) सीमित होंगी और तदनुसार, हमलों के लिए कमजोर होंगे। इस तरह के उपकरणों की एक बड़ी संख्या में बॉटनेट प्रसार के जोखिम में वृद्धि होगी और यह और भी अधिक शक्तिशाली और वितरित डीडीएसएस हमलों को अंजाम देना संभव करेगा।

IoT उपकरणों की सीमित क्रिप्टोग्राफिक क्षमताएं

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जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, 5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क सक्रिय रूप से परिधीय उपकरणों का उपयोग करते हैं जो नेटवर्क के मूल से लोड का हिस्सा निकाल सकते हैं और इस तरह देरी को कम कर सकते हैं। यह मानव रहित वाहन नियंत्रण, आईएमएस आपातकालीन चेतावनी प्रणाली आदि जैसी महत्वपूर्ण सेवाओं के लिए आवश्यक है, जिसके लिए न्यूनतम विलंब सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि मानव जीवन इस पर निर्भर करता है। बड़ी संख्या में IoT उपकरणों के कनेक्शन के कारण, जो अपने छोटे आकार और कम बिजली की खपत के कारण, बहुत सीमित कंप्यूटिंग संसाधन हैं, 5G नेटवर्क नियंत्रण को जब्त करने और फिर इस तरह के उपकरणों में हेरफेर करने के उद्देश्य से हमलों के लिए असुरक्षित हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, IoT उपकरणों के संक्रमण के परिदृश्य हो सकते हैं जो रैंसमवेयर और रैंसमवेयर जैसे मैलवेयर के साथ स्मार्ट होम सिस्टम का हिस्सा हैं। संभव है कि मानव रहित वाहन नियंत्रण में अवरोधन के परिदृश्य हैं, जो "क्लाउड" के माध्यम से कमांड और नेविगेशन जानकारी प्राप्त करते हैं। औपचारिक रूप से, यह भेद्यता नई पीढ़ी के नेटवर्क के विकेंद्रीकरण के कारण है, लेकिन अगले पैराग्राफ विकेंद्रीकरण की समस्या को अधिक स्पष्ट रूप से रेखांकित करेंगे।

विकेंद्रीकरण और नेटवर्क सीमाओं का विस्तार

अधिक जानकारी

स्थानीय नेटवर्क कोर की भूमिका निभाने वाले परिधीय उपकरण उपयोगकर्ता ट्रैफ़िक, अनुरोध प्रसंस्करण, साथ ही स्थानीय कैशिंग और उपयोगकर्ता डेटा के भंडारण को नियमित करते हैं। इस प्रकार, 5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क की सीमाओं का विस्तार हो रहा है, कोर के अलावा, स्थानीय डेटाबेस और 5G-NR रेडियो इंटरफेस (5G न्यू रेडियो) सहित परिधि तक। यह स्थानीय उपकरणों के कंप्यूटिंग संसाधनों पर हमला करने का अवसर पैदा करता है, जो कि नेटवर्क के केंद्रीय नोड्स की तुलना में कम प्राथमिकता वाले होते हैं, ताकि सेवा से वंचित हो सकें। यह पूरे क्षेत्रों में इंटरनेट एक्सेस को अक्षम करने, आईओटी उपकरणों के गलत कामकाज (उदाहरण के लिए, "स्मार्ट होम" सिस्टम में) के साथ-साथ आईएमएस आपातकालीन अलर्ट सेवा की दुर्गमता से भरा है।

हालाँकि, वर्तमान में, ETSI और 3GPP ने पहले ही 5 जी नेटवर्क सुरक्षा के विभिन्न पहलुओं को कवर करते हुए 10 से अधिक मानकों को प्रकाशित किया है। वर्णित तंत्र के विशाल बहुमत का उद्देश्य कमजोरियों से बचाव करना है (ऊपर वर्णित लोगों सहित)। मुख्य में से एक टीएस 23.501 मानक संस्करण 15.6.0 है , जो 5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क की सुरक्षा वास्तुकला का वर्णन करता है।

5 जी वास्तुकला

सबसे पहले, हम 5G नेटवर्क की वास्तुकला के प्रमुख सिद्धांतों की ओर मुड़ते हैं, जो हमें प्रत्येक सॉफ्टवेयर मॉड्यूल और प्रत्येक 5G सुरक्षा फ़ंक्शन की जिम्मेदारी के अर्थ और क्षेत्रों को पूरी तरह से प्रकट करने की अनुमति देगा।

नेटवर्क नोड्स के तत्वों को अलग करना जो उपयोगकर्ता प्लेन प्रोटोकॉल (अंग्रेजी यूपी - यूजर प्लेन से) का संचालन सुनिश्चित करते हैं और ऐसे तत्व जो कंट्रोल प्लेन प्रोटोकॉल (इंग्लिश सीपी - कंट्रोल प्लेन से) का संचालन सुनिश्चित करते हैं, जो नेटवर्क स्केलिंग और तैनाती, आदि के संदर्भ में लचीलापन बढ़ाता है। ई। नेटवर्क नोड्स के व्यक्तिगत घटकों की केंद्रीकृत या विकेंद्रीकृत तैनाती संभव है।
अंतिम उपयोगकर्ताओं के विशिष्ट समूहों को प्रदान की गई सेवाओं के आधार पर नेटवर्क स्लाइसिंग तंत्र के लिए समर्थन।
वर्चुअल नेटवर्क फ़ंक्शन के रूप में नेटवर्क तत्वों की प्राप्ति।
केंद्रीकृत और स्थानीय सेवाओं के लिए एक साथ उपयोग के लिए समर्थन, अर्थात् क्लाउड कंप्यूटिंग (अंग्रेजी कोहरे कंप्यूटिंग से ) और सीमा कंप्यूटिंग (अंग्रेजी धार कंप्यूटिंग से ) की अवधारणाओं के कार्यान्वयन।
एक परिवर्तित आर्किटेक्चर को लागू करना जो विभिन्न प्रकार के एक्सेस नेटवर्क - 3 जीपी 5 जी न्यू रेडियो और गैर-3 जीपीपी (वाई-फाई, आदि) को जोड़ती है - एक ही कोर नेटवर्क के साथ।
पहुँच नेटवर्क के प्रकार की परवाह किए बिना एकीकृत प्रमाणीकरण एल्गोरिदम और प्रक्रियाओं के लिए समर्थन।
स्टेटलेस स्टेट नेटवर्क फ़ंक्शंस (अंग्रेजी स्टेटलेस से) के लिए समर्थन, जिसमें गणना की गई संसाधन संसाधन भंडारण से अलग हो जाती है।
होम नेटवर्क (अंग्रेजी होम-राउटिंग रोमिंग से) और स्थानीय "लैंडिंग" (अंग्रेजी स्थानीय ब्रेकआउट से) अतिथि नेटवर्क के माध्यम से ट्रैफ़िक रूटिंग के साथ घूमने के लिए समर्थन।
नेटवर्क फ़ंक्शंस के बीच इंटरैक्शन को दो तरीकों से दर्शाया गया है: सेवा-उन्मुख और फ्रंट-एंड ।

5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क सुरक्षा अवधारणा में शामिल हैं :

नेटवर्क से उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण।
उपयोगकर्ता द्वारा नेटवर्क प्रमाणीकरण।
नेटवर्क और उपयोगकर्ता उपकरणों के बीच क्रिप्टोग्राफ़िक कुंजियों का समन्वय।
सिग्नल ट्रैफ़िक का एन्क्रिप्शन और अखंडता नियंत्रण।
उपयोगकर्ता ट्रैफ़िक का एन्क्रिप्शन और अखंडता नियंत्रण।
उपयोगकर्ता आईडी सुरक्षा।
नेटवर्क सुरक्षा डोमेन की अवधारणा के अनुसार विभिन्न नेटवर्क तत्वों के बीच इंटरफेस का संरक्षण।
नेटवर्क स्लाइसिंग तंत्र की विभिन्न परतों के अलगाव और प्रत्येक परत के अपने सुरक्षा स्तरों का निर्धारण।
अंतिम सेवाओं (IMS, IoT और अन्य) के स्तर पर उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण और यातायात सुरक्षा।

बेसिक 5G सॉफ्टवेयर मॉड्यूल और नेटवर्क सुरक्षा सुविधाएँ

AMF (इंग्लिश एक्सेस एंड मोबिलिटी मैनेजमेंट फंक्शन से - एक्सेस कंट्रोल और मोबिलिटी) - प्रदान करता है:

नियंत्रण विमान इंटरफेस का संगठन।
सिग्नलिंग ट्रैफिक आरआरसी , एन्क्रिप्शन और इसके डेटा की अखंडता की सुरक्षा के आदान-प्रदान का संगठन।
NAS सिग्नलिंग यातायात, एन्क्रिप्शन और इसके डेटा की अखंडता की सुरक्षा के आदान-प्रदान का संगठन।
नेटवर्क में उपयोगकर्ता उपकरणों के पंजीकरण का प्रबंधन और संभव पंजीकरण की स्थिति की निगरानी करना।
नेटवर्क के लिए उपयोगकर्ता उपकरणों के कनेक्शन का प्रबंधन करना और संभावित स्थितियों की निगरानी करना।
CM-IDLE राज्य में नेटवर्क पर उपयोगकर्ता उपकरणों की उपलब्धता का प्रबंधन।
सीएम-कनेक्टेड राज्य में नेटवर्क पर उपयोगकर्ता उपकरणों की गतिशीलता प्रबंधन।
उपयोगकर्ता उपकरण और SMF के बीच लघु संदेशों का प्रसारण।
जियोलोकेशन सेवाओं को प्रबंधित करें।
ईपीएस के साथ बातचीत के लिए ईपीएस प्रवाह पहचानकर्ता को हाइलाइट करें।

SMF (अंग्रेजी सत्र प्रबंधन कार्य - सत्रों के प्रबंधन का कार्य) - प्रदान करता है:

एक्सेस नेटवर्क और यूपीएफ के बीच सुरंग के लिए समर्थन सहित संचार सत्रों को बनाएं, बनाएं, संशोधित करें और जारी करें।
उपयोगकर्ता उपकरण आईपी पते का वितरण और प्रबंधन।
कौन सा यूपीएफ गेटवे चुनना है।
पीसीएफ के साथ बातचीत का संगठन।
QoS नीतियाँ प्रबंधित करना।
DHCPv4 और DHCPv6 प्रोटोकॉल का उपयोग करके उपयोगकर्ता उपकरण को गतिशील रूप से कॉन्फ़िगर करें।
चार्जिंग डेटा के संग्रह और बिलिंग प्रणाली के साथ बातचीत के संगठन की निगरानी करना।
निर्बाध सेवा वितरण ( एसएससी - सत्र और सेवा निरंतरता से )।
रोमिंग के भाग के रूप में अतिथि नेटवर्क के साथ सहभागिता।

UPF (उपयोगकर्ता विमान समारोह - उपयोगकर्ता विमान का कार्य) - प्रदान करता है:

वैश्विक इंटरनेट सहित बाहरी डेटा नेटवर्क के साथ सहभागिता।
उपयोगकर्ता पैकेट रूटिंग।
QoS नीतियों के अनुसार पैकेज लेबल करना।
उपयोगकर्ता पैकेजों का निदान (उदाहरण के लिए, हस्ताक्षर-आधारित अनुप्रयोग खोज)।
यातायात के उपयोग पर रिपोर्टिंग।
UPF भी गतिशीलता का समर्थन करने के लिए एक ही बिंदु है, दोनों एक ही के भीतर और विभिन्न रेडियो एक्सेस प्रौद्योगिकियों के बीच।

UDM (एकीकृत डेटा प्रबंधन - एक एकीकृत डेटाबेस) - प्रदान करता है:

उपयोगकर्ता प्रोफ़ाइल डेटा को प्रबंधित करना, जिसमें उपयोगकर्ताओं और उनके मापदंडों के लिए उपलब्ध सेवाओं की सूची को संग्रहीत और संशोधित करना शामिल है।
सुपी प्रबंधन
3GPP AKA प्रमाणीकरण क्रेडेंशियल जेनरेशन।
प्रोफ़ाइल डेटा (उदाहरण के लिए, रोमिंग प्रतिबंध) के आधार पर पहुंच प्राधिकरण।
उपयोगकर्ता पंजीकरण प्रबंधन, यानी सेवारत एएमएफ का भंडारण।
एक निर्बाध सेवा और संचार सत्र को बनाए रखना, यानी, वर्तमान संचार सत्र को सौंपे गए एसएमएफ का भंडारण करना।
एसएमएस वितरण प्रबंधन।
कई अलग-अलग यूडीएम अलग-अलग लेनदेन के हिस्से के रूप में एक उपयोगकर्ता की सेवा कर सकते हैं।

यूडीआर (यूनिफाइड डेटा रिपॉजिटरी) - विभिन्न उपयोगकर्ता डेटा का भंडारण प्रदान करता है और वास्तव में, सभी नेटवर्क ग्राहकों का एक डेटाबेस है।

UDSF ( अनस्ट्रक्चर्ड डेटा स्टोरेज फंक्शन - अनस्ट्रक्चर्ड डेटा को स्टोर करने के लिए फ़ंक्शन) - यह सुनिश्चित करता है कि AMF मॉड्यूल पंजीकृत उपयोगकर्ताओं के वर्तमान संदर्भों को बचाए। यह जानकारी आम तौर पर अनिश्चित संरचना के डेटा के रूप में दर्शाई जा सकती है। उपयोगकर्ता संदर्भों का उपयोग सेवा से एएमएफ में से किसी एक की आपात निकासी की योजना के दौरान और आपातकालीन स्थिति में निर्बाध और निर्बाध ग्राहक सत्र सुनिश्चित करने के लिए किया जा सकता है। दोनों मामलों में, स्टैंडबाय एएमएफ "पिक" करता है जो यूएसडीएफ में संग्रहीत संदर्भों का उपयोग करके सेवा प्रदान करता है।

एक ही भौतिक मंच पर यूडीआर और यूडीएसएफ का संयोजन इन नेटवर्क कार्यों का एक विशिष्ट कार्यान्वयन है।

PCF (eng। नीति नियंत्रण समारोह - नीतियों के नियंत्रण का कार्य) - QoS मापदंडों और मूल्य निर्धारण नियमों सहित विभिन्न सेवा नीतियों को उत्पन्न और प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न विशेषताओं वाले आभासी चैनल गतिशील रूप से इस या उस प्रकार के यातायात को प्रसारित करने के लिए बनाए जा सकते हैं। इसी समय, सब्सक्राइबर द्वारा अनुरोध की गई सेवा की आवश्यकताएं, नेटवर्क की भीड़ का स्तर, उपभोग किए गए ट्रैफ़िक की मात्रा आदि को ध्यान में रखा जा सकता है।

एनईएफ (नेटवर्क एक्सपोजर फंक्शन) - प्रदान करता है:

नेटवर्क कोर के साथ बाहरी प्लेटफार्मों और अनुप्रयोगों की सुरक्षित बातचीत का संगठन।
विशिष्ट उपयोगकर्ताओं के लिए QoS पैरामीटर और चार्जिंग नियम प्रबंधित करना।

SEAF (सिक्योरिटी एंकर फंक्शन) - AUSF के साथ मिलकर किसी भी एक्सेस टेक्नोलॉजी के साथ नेटवर्क पर रजिस्टर करने पर यूजर्स का ऑथेंटिकेशन उपलब्ध कराता है।

AUSF (Eng। प्रमाणीकरण सर्वर फ़ंक्शन - प्रमाणीकरण सर्वर फ़ंक्शन) - एक प्रमाणीकरण सर्वर के रूप में कार्य करता है जो SEAF से अनुरोधों को स्वीकार और संसाधित करता है और उन्हें ARPF पर पुनर्निर्देशित करता है।

ARPF (प्रमाणीकरण क्रेडेंशियल रिपॉजिटरी और प्रोसेसिंग फंक्शन - ऑथेंटिकेशन क्रेडेंशियल स्टोरेज एंड प्रोसेसिंग फंक्शन) - व्यक्तिगत गुप्त कुंजियों (केआई) और क्रिप्टोग्राफ़िक एल्गोरिदम मापदंडों के भंडारण के साथ-साथ 5G-AKA या EAP -AKA एल्गोरिदम के अनुसार प्रमाणीकरण वैक्टर की पीढ़ी प्रदान करता है। यह एक घर दूरसंचार ऑपरेटर के डेटा केंद्र में स्थित है जो बाहरी भौतिक प्रभावों से सुरक्षित है और, एक नियम के रूप में, यूडीएम के साथ एकीकृत है।

SCMF (सुरक्षा संदर्भ प्रबंधन समारोह) - 5G सुरक्षा संदर्भ जीवनचक्र प्रबंधन प्रदान करता है।

एसपीसीएफ (सुरक्षा नीति नियंत्रण समारोह) - विशिष्ट उपयोगकर्ताओं के संबंध में सुरक्षा नीतियों का समन्वय और अनुप्रयोग प्रदान करता है। यह नेटवर्क की क्षमताओं, उपयोगकर्ता उपकरणों की क्षमताओं और एक विशेष सेवा की आवश्यकताओं को ध्यान में रखता है (उदाहरण के लिए, महत्वपूर्ण संचार सेवा और वायरलेस ब्रॉडबैंड इंटरनेट एक्सेस सेवा द्वारा प्रदान की जाने वाली सुरक्षा के स्तर भिन्न हो सकते हैं)। सुरक्षा नीतियों के अनुप्रयोग में शामिल हैं: AUSF चुनना, प्रमाणीकरण एल्गोरिथ्म चुनना, डेटा एन्क्रिप्शन और अखंडता नियंत्रण एल्गोरिदम चुनना, कुंजी की लंबाई और जीवन चक्र का निर्धारण करना।

SIDF (इंजी। सब्सक्राइबर आइडेंटिफ़ायर डी-कन्सल्टिंग फंक्शन - अप्रत्यक्ष पहचानकर्ता (Eng SUCI ) से सब्सक्राइबर की स्थायी सदस्यता आइडेंटिफ़ायर (Eng। SUPI) निकालने के लिए कार्य करता है, जो ऑथेंटिकेशन रिक्वेस्ट के अनुरोध के रूप में प्राप्त हुआ है "प्रामाणिक जानकारी रीक"।

5 जी नेटवर्क के लिए बुनियादी सुरक्षा आवश्यकताएं

अधिक जानकारी

उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण : सेवारत 5G नेटवर्क को उपयोगकर्ता और नेटवर्क के बीच 5G AKA प्रक्रिया में उपयोगकर्ता के SUPI को प्रमाणित करना चाहिए।

सर्विंग नेटवर्क ऑथेंटिकेशन : सर्विंग 5 जी नेटवर्क की पहचान करने के लिए यूजर को ऑथेंटिकेशन करना होगा और 5 जी एकेए प्रक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त कीज़ के सफल प्रयोग से ऑथेंटिकेशन सुनिश्चित किया जाएगा।

उपयोगकर्ता प्राधिकरण : सेवारत नेटवर्क को गृह सेवा प्रदाता के नेटवर्क से प्राप्त उपयोगकर्ता प्रोफ़ाइल के अनुसार उपयोगकर्ता को अधिकृत करना चाहिए।

होम ऑपरेटर के नेटवर्क द्वारा सेवा नेटवर्क का प्राधिकरण : उपयोगकर्ता को इस बात की पुष्टि करनी चाहिए कि वह सेवा नेटवर्क से जुड़ा है, जो सेवा प्रदान करने के लिए होम ऑपरेटर के नेटवर्क द्वारा अधिकृत है। प्राधिकरण इस अर्थ में निहित है कि यह 5G AKA प्रक्रिया के सफल समापन को सुनिश्चित करता है।

होम ऑपरेटर के नेटवर्क द्वारा पहुंच नेटवर्क का प्राधिकरण : उपयोगकर्ता को इस पुष्टि के साथ प्रदान किया जाना चाहिए कि वह एक्सेस नेटवर्क से जुड़ा है, जो सेवाएं प्रदान करने के लिए होम ऑपरेटर के नेटवर्क द्वारा अधिकृत है। प्राधिकरण इस अर्थ में निहित है कि यह एक्सेस नेटवर्क सुरक्षा की सफल स्थापना को सुनिश्चित करता है। इस प्रकार के प्राधिकरण का उपयोग किसी भी प्रकार के एक्सेस नेटवर्क के लिए किया जाना चाहिए।

अनधिकृत आपातकालीन सेवाएं : कुछ क्षेत्रों में विनियामक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, 5G नेटवर्क को आपातकालीन सेवाओं के लिए अनधिकृत पहुँच प्रदान करनी चाहिए।

नेटवर्क कोर और रेडियो एक्सेस नेटवर्क : 5 जी नेटवर्क और 5 जी रेडियो एक्सेस नेटवर्क के मूल को एएस और एनएएस की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए 128 बिट्स की एक प्रमुख लंबाई के साथ एन्क्रिप्शन और अखंडता एल्गोरिदम के उपयोग का समर्थन करना चाहिए। नेटवर्क इंटरफेस को 256-बिट एन्क्रिप्शन कुंजी का समर्थन करना चाहिए।

उपयोगकर्ता उपकरणों के लिए बुनियादी सुरक्षा आवश्यकताएँ

अधिक जानकारी

उपयोगकर्ता उपकरण एन्क्रिप्शन, अखंडता सुरक्षा और इसके और रेडियो एक्सेस नेटवर्क के बीच संचारित उपयोगकर्ता डेटा को फिर से प्रसारित करके हमलों से सुरक्षा का समर्थन करेंगे।
, .
, RRC NAS.
: NEA0, NIA0, 128-NEA1, 128-NIA1, 128-NEA2, 128-NIA2
: 128-NEA3, 128-NIA3.
: 128-EEA1, 128-EEA2, 128-EIA1, 128-EIA2 , E-UTRA.
, , , , - .
RRC NAS .
.
, ( MCC MNC ).
, , USIM .

«0000»: NEA0 — Null ciphering algorithm
«0001»: 128-NEA1 — 128-bit SNOW 3G based algorithm
«0010» 128-NEA2 — 128-bit AES based algorithm
«0011» 128-NEA3 — 128-bit ZUC based algorithm.

128-NEA1 128-NEA2

PS TS 133.501

128-NIA1 128-NIA2

PS TS 133.501

5 जी नेटवर्क सुविधाओं के लिए बुनियादी सुरक्षा आवश्यकताएँ

अधिक जानकारी

AMF SUCI.
SEAF SUCI.
UDM ARPF .
AUSF SUPI SUCI.
NEF .

बुनियादी सुरक्षा प्रक्रियाएं

डोमेन पर भरोसा करें

5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क में, नेटवर्क तत्वों में विश्वास कम हो जाता है क्योंकि तत्व नेटवर्क के मूल से दूर चले जाते हैं। यह अवधारणा 5 जी सुरक्षा वास्तुकला में लागू निर्णयों को प्रभावित करती है। इस प्रकार, हम एक 5G नेटवर्क ट्रस्ट मॉडल के बारे में बात कर सकते हैं जो नेटवर्क सुरक्षा तंत्र के व्यवहार को परिभाषित करता है।

उपयोगकर्ता पक्ष पर, ट्रस्ट डोमेन UICC और USIM द्वारा बनता है।

नेटवर्क पक्ष पर, ट्रस्ट डोमेन में एक अधिक जटिल संरचना है।

रेडियो एक्सेस नेटवर्क को दो घटकों में बांटा गया है - DU (अंग्रेजी डिस्ट्रिब्यूटेड यूनिट्स - डिस्ट्रिब्यूटेड नेटवर्क यूनिट्स) और CU (इंग्लिश सेंट्रल यूनिट्स - सेंट्रल नेटवर्क यूनिट्स) से। साथ में वे जीएनबी बनाते हैं- 5 जी नेटवर्क बेस स्टेशन रेडियो इंटरफेस। DU के पास उपयोगकर्ता डेटा तक सीधी पहुंच नहीं है, क्योंकि वे असुरक्षित बुनियादी ढांचे के खंडों में तैनात किए जा सकते हैं। सीयू को सुरक्षित नेटवर्क सेगमेंट में तैनात किया जाना चाहिए, क्योंकि वे एएस सुरक्षा तंत्र के यातायात को समाप्त करने के लिए जिम्मेदार हैं। नेटवर्क के मूल में AMF है , जो NAS सुरक्षा तंत्र के यातायात को समाप्त करता है। वर्तमान विनिर्देश में 3GPP 5G चरण 1 संयोजन वर्णित AMF सुरक्षा समारोह के साथ Seaf , एक रूट कुंजी का दौरा किया (सेवित) नेटवर्क (भी "लंगर स्विच" के रूप में जाना जाता है) शामिल हैं। AUSFसफल प्रमाणीकरण के बाद प्राप्त कुंजी को संग्रहीत करने के लिए जिम्मेदार। यह कई रेडियो एक्सेस नेटवर्क के लिए उपयोगकर्ता के साथ-साथ कनेक्शन के मामलों में पुन: उपयोग के लिए आवश्यक है। ARPF उपयोगकर्ता क्रेडेंशियल्स को संग्रहीत करता है और ग्राहकों के लिए USIM के बराबर है। यूडीआर और यूडीएम उपयोगकर्ता जानकारी संग्रहीत करते हैं, जिसका उपयोग क्रेडेंशियल्स बनाने के लिए तर्क को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, उपयोगकर्ता पहचानकर्ता, सत्र निरंतरता सुनिश्चित करना आदि।

प्रमुख पदानुक्रम और वितरण योजनाएँ

5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क में, 4 जी-एलटीई नेटवर्क के विपरीत, प्रमाणीकरण प्रक्रिया में दो घटक होते हैं: प्राथमिक और माध्यमिक प्रमाणीकरण। नेटवर्क से कनेक्ट होने वाले सभी उपयोगकर्ता उपकरणों के लिए प्राथमिक प्रमाणीकरण आवश्यक है। यदि ग्राहक उनसे जुड़ा है, तो बाहरी नेटवर्क के अनुरोध पर माध्यमिक प्रमाणीकरण किया जा सकता है।

प्राथमिक प्रमाणीकरण के सफल समापन और उपयोगकर्ता और नेटवर्क के बीच एक साझा कुंजी K के विकास के बाद, K _SEAF को K - सेवारत नेटवर्क की एक विशेष लंगर (रूट) कुंजी से निकाला जाता है । इसके बाद, आरआरसी और एनएएस सिग्नलिंग ट्रैफ़िक की गोपनीयता और डेटा अखंडता सुनिश्चित करने के लिए इस कुंजी से कुंजी उत्पन्न की जाती है।

स्पष्टीकरण योजना

:
CK (. Cipher Key)
IK (. Integrity Key) — , .
CK' (. Cipher Key) — , CK EAP-AKA.
IK' (. Integrity Key) — , EAP-AKA.
K _AUSF — ARPF CK IK 5G AKA EAP-AKA.
K _SEAF — , AUSF K _AMFAUSF .
K _AMF — , SEAF K _SEAF .
K _NASint , K _NASenc — , AMF K _AMF NAS.
K _RRCint , K _RRCenc — , AMF K _AMF RRC.
K _UPint , K _UPenc — , AMF K _AMF AS.
NH — , AMF K _AMF .
K _gNB — , AMF K _AMF .

SUPI और इसके विपरीत से SUCI के उत्पादन के लिए योजनाएँ

SUPI SUCI

SUCI SUPI SUPI SUCI:

प्रमाणीकरण

प्राथमिक प्रमाणीकरण

5G नेटवर्क पर, EAP-AKA और 5G AKA मानक प्राथमिक प्रमाणीकरण तंत्र हैं। हम प्राथमिक प्रमाणीकरण तंत्र को दो चरणों में विभाजित करेंगे: पहला प्रमाणीकरण शुरू करने और एक प्रमाणीकरण विधि चुनने के लिए जिम्मेदार है, दूसरा उपयोगकर्ता और नेटवर्क के बीच पारस्परिक प्रमाणीकरण के लिए है।

दीक्षा

उपयोगकर्ता SEAF के लिए एक पंजीकरण अनुरोध प्रस्तुत करता है, जिसमें छिपा हुआ SUCI उपयोगकर्ता सदस्यता पहचानकर्ता होता है।

एसईएफ़ एक एसएनएन (सर्विसिंग नेटवर्क नाम) और एक एसयूआई या एसयूसीआई युक्त एयूएसएफ को प्रमाणीकरण अनुरोध संदेश (Nausf_UEAuthentication_Authenticate अनुरोध) भेजता है।

एयूएसएफ यह देखने के लिए जांच करता है कि क्या अनुरोध एसईएएफ को इस एसएनएन का उपयोग करने की अनुमति है या नहीं। यदि सेवारत नेटवर्क इस SNN का उपयोग करने के लिए अधिकृत नहीं है, तो AUSF एक "सर्विंग नेटवर्क अधिकृत नहीं" प्राधिकरण त्रुटि संदेश (Nausf_UEAuthentication_Authenticate रिस्पांस) के साथ प्रतिक्रिया करता है।

UUS, ARPF या SIDF द्वारा SUPI या SUCI और SNN पर AUSF प्रमाणीकरण क्रेडेंशियल्स का अनुरोध किया जाता है।

SUPI या SUCI और उपयोगकर्ता जानकारी के आधार पर, UDM / ARPF प्रमाणीकरण पद्धति का चयन करता है जिसे बाद में उपयोग किया जाएगा और उपयोगकर्ता क्रेडेंशियल्स प्रदान करेगा।

पारस्परिक प्रमाणीकरण

किसी भी प्रमाणीकरण विधि का उपयोग करते समय, UDM / ARPF नेटवर्क फ़ंक्शन को एक प्रमाणीकरण वेक्टर (AV) उत्पन्न करना चाहिए।

EAP-AKA: UDM / ARPF सबसे पहले अलग-अलग बिट AMF = 1 के साथ एक प्रमाणीकरण वेक्टर उत्पन्न करता है, फिर CK , IK और SNN से CK ' और IK' उत्पन्न करता है और एक नया प्रमाणीकरण वेक्टर AV ( RAND , AUTN , XRES * , CK ' , IK बनाता है ) ' ), जिसे केवल EAP-AKA के लिए उपयोग करने के निर्देशों के साथ AUSF को भेजा जाता है। 5G AKA: UDM / _ARPF को CK , IK से K _AUSF कुंजी _{मिलती है}

और SNN, जिसके बाद यह 5G HE AV अंग्रेजी बनाता है । 5G गृह पर्यावरण प्रमाणीकरण वेक्टर)। 5 जी एचई एवी प्रमाणीकरण वेक्टर (रैंड, ऑटो, एक्सआरईएस, के _{एयूएसएफ} ) को _{एयूएसएफ} को भेजा जाता है, यह दर्शाता है कि इसका उपयोग केवल 5 जी एकेए के लिए किया जाना चाहिए।

उसके बाद, यह Ausf कुंजी लंगर बदल जाता है कश्मीर _Seaf कुंजी कश्मीर _Ausf और भेजता Seaf «चैलेंज» रिपोर्ट «Nausf_UEAuthentication_Authenticate रिस्पांस» है, जो भी रैंड, AUTN और आरईएस * शामिल के लिए अनुरोध। अगला, RAND और AUTN एक सुरक्षित NAS सिग्नलिंग का उपयोग करके उपयोगकर्ता उपकरणों को प्रेषित किया जाता है। उपयोगकर्ता का USIM प्राप्त RAND और AUTN से RES * की गणना करता है और इसे SEAF को भेजता है। SEAF सत्यापन के लिए इस मान को AUSF से संबंधित करता है।

AUSF XRES* RES*. , AUSF UDM , SEAF K _AMF K _SEAF SUPI .

5G EAP-AKA . SMF EAP AAA - , .

AMF NAS.
AMF .
AMF SMF SUPI .
SMF UDM SUPI.
SMF AMF.
SMF EAP AAA- . SMF .
AAA- , . SMF, UPF.

निष्कर्ष

इस तथ्य के बावजूद कि 5 जी सुरक्षा वास्तुकला मौजूदा प्रौद्योगिकियों के पुन: उपयोग पर आधारित है, यह पूरी तरह से नई चुनौतियों का सामना करता है। बड़ी संख्या में IoT डिवाइस, विस्तारित नेटवर्क सीमाएँ और एक विकेन्द्रीकृत वास्तुकला के तत्व 5G मानक के कुछ प्रमुख सिद्धांत हैं जो साइबर अपराधियों की कल्पना पर मुफ्त लगाम देते हैं।

प्राथमिक 5G सुरक्षा वास्तुकला मानक टीएस 23.501 संस्करण 15.6.0 है- सुरक्षा तंत्र और प्रक्रियाओं के काम के प्रमुख बिंदु हैं। विशेष रूप से, यह उपयोगकर्ता डेटा और नेटवर्क नोड्स की सुरक्षा में, क्रिप्टोग्राफ़िक कुंजियों को बनाने में और प्रमाणीकरण प्रक्रियाओं को लागू करने में VNFs में से प्रत्येक की भूमिका का वर्णन करता है। लेकिन यहां तक कि यह मानक उन तीव्र सुरक्षा सवालों के जवाब नहीं देता है जो दूरसंचार ऑपरेटरों को अधिक बार सामना करते हैं, अधिक तीव्रता से नई पीढ़ी के नेटवर्क विकसित होते हैं और ऑपरेशन में डाल दिए जाते हैं।

इस संबंध में, मैं यह मानना चाहता हूं कि 5 वीं पीढ़ी के नेटवर्क के संचालन और सुरक्षा की कठिनाइयाँ आम उपयोगकर्ताओं को प्रभावित नहीं करेंगी, जिन्हें ट्रांसमिशन की गति का वादा किया जाता है और माँ के बेटे के बेटे की तरह प्रतिक्रिया नई पीढ़ी के नेटवर्क की सभी घोषित क्षमताओं को आज़माने के लिए इंतजार नहीं कर सकती है।

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5 जी प्रणाली वास्तुकला
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5 जी वास्तुकला नोट
5 जी सुरक्षा अवलोकन

5 जी सुरक्षा वास्तुकला परिचय: एनएफवी, कीज़ और 2 प्रमाणीकरण

आवश्यक शर्तें

5 वीं पीढ़ी की नेटवर्क कमजोरियां

बड़े हमले की सतह

बड़ी संख्या में IoT डिवाइस

IoT उपकरणों की सीमित क्रिप्टोग्राफिक क्षमताएं

विकेंद्रीकरण और नेटवर्क सीमाओं का विस्तार

5 जी वास्तुकला

बेसिक 5G सॉफ्टवेयर मॉड्यूल और नेटवर्क सुरक्षा सुविधाएँ

5 जी नेटवर्क के लिए बुनियादी सुरक्षा आवश्यकताएं

उपयोगकर्ता उपकरणों के लिए बुनियादी सुरक्षा आवश्यकताएँ

5 जी नेटवर्क सुविधाओं के लिए बुनियादी सुरक्षा आवश्यकताएँ

बुनियादी सुरक्षा प्रक्रियाएं

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प्रमुख पदानुक्रम और वितरण योजनाएँ

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पारस्परिक प्रमाणीकरण

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