5G规范安全性和协议漏洞分析（上篇）

增加的归属控制(Home Control)被认为能够有效防止某些类型的欺骗。拟定的5G框架中支持实施这样的过程，但它们被认为超出了标准规范的范围：归属网络采取什么样的方式进行认证确认(或不进行认证确认)取决于运营商的策略，而不是标准化的过程。针对其他的安全实现，也有很多功能超出了协议规范的范围，可能会导致不安全的边缘情况发生。

(3) 安全上下文

5G安全规范为不同的场景定义了许多安全上下文，包括单个5G服务网络、跨多个服务网络、5G和EPS网络之间。当UE向两个服务网络注册时，这两个网络必须独立地维护和使用其自身的安全上下文。当UE注册到同一个公共陆地移动网(Public Land Mobile Network)中的两个服务网络时(3GPP和非3GPP)，UE会与这些网络建立两个独立的NAS平面连接，但会使用由一组密钥和安全算法组成的公共NAS安全上下文。

(4) 状态转换和网络切换

此外，还定义了在状态转换和网络切换的过程中，维持或忽略安全上下文的实现方式。规范中提出，如何配置切换过程中的安全性，取决于运营商的策略。这一部分实际上要在运营商的安全需求中体现，因此在切换期间的安全性是一个可选项，没有通过标准来强制执行，这可能导致许多运营商实施不安全的切换过程。

(5) 非接入层

在公共NAS安全上下文中，具有其中每个NAS连接的参数，支持对两个活动NAS连接的加密分离和重放保护。NAS使用128位加密算法来保证完整性和机密性。但是需要注意的是，这里也支持零加密和零完整性保护。如果UE不存在NAS安全上下文，那么初始的NAS消息将会以明文发送，其中包含用户标识符(例如SUCI或GUTI)和UE安全特性等内容。

(6) 无线资源控制

RRC的完整性和机密性保护由UE和nGB之间的分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)层提供，并且PDCP下面的层不会受到完整性保护。当完整性保护启用时，除非所选的完整性保护算法是NIA0(零完整性保护)，否则应该同时启用重放保护。RRC完整性检查会同时在ME和gNB中执行。如果在完整性保护启动后，发现有消息没有通过完整性检查，那么相关消息会被丢弃。

(7) 用户层

在PDU会话建立过程中，SMF应为gNB的协议数据单元(PDU)会话提供用户面(UP)安全策略。如果没有为数据无线承载(DRB)激活用户面完整性保护，那么gNB和UE就不会为DRB实现完整性保护。如果没有为DRB激活用户面加密，那么gNB和UE就不会加密DRB业务的流量。本地SMF能够覆盖从归属SMF接收的用户面安全策略中的机密性选项。

(8) 用户ID隐私保护

SUCI是5G永久用户标识SUPI的隐藏版本，从而防止暴露SUPI。SUCI使用运营商的公钥，由SUPI生成。零保护方案适用于三种情况：未认证的紧急会话、归属网络进行了相应配置、尚未提供运营商公钥。

5G规范还定义了临时标识符5G-GUTI，从而尽最大程度防止SUPI或SUCI的泄露。5G-GUTI将由UE触发重新分配，而重分配的时间间隔是在具体实现中确定的。

本篇文章先介绍到这里，下篇文章我们将讲述5G的安全挑战和潜在漏洞以及LTE协议漏洞利用对5G的影响。

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（编辑：核心网）

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