蜂窩網路代表著至關重要的基礎架構，因此其安全性也至關重要。5g 最新一代的蜂窩網路，結合了不同的技術來增加容量，減少延遲並節省能源。但是，由於其複雜性和規模，確保其安全性極具挑戰性。
在接下來的一系列文章中，我們概述支援對4g lte和5g協議及其相關防禦進行系統分析的最新方法，並介紹了初始安全和隱私路線圖，涵蓋不同的研究挑戰，包括標準化組織定義的蜂窩協議的正式和全面的分析，實施協議的軟體驗證，強大的防禦設計以及應用程式和裝置安全性。
***長期演進（4g lte）技術已增加了智慧型手機可用的頻寬，實質上是為智慧型手機提供了寬頻容量。最新的5g技術通過使用不同的技術進一步增強了傳輸容量並減少了延遲。預計提供的網際網路連線至少比4g lte快40倍。
蜂窩網路無疑是最關鍵的基礎設施之一。新穎的5g蜂窩網路將連線iot裝置和系統，因此有望為城市，家庭，醫療成像和診斷，製造，運輸和機械人技術等方面的轉型做出貢獻。
但是，由於5g有望使蜂窩網路無處不在，並且能夠在我們可能想到的任何應用中使用，因此確保5g蜂窩網路的安全性至關重要。例如，在5g蜂窩網路上執行的拒絕服務（dos）攻擊可能會使整個社群和服務基礎架構癱瘓，並帶來災難性後果。
保護5g蜂窩網路是一項艱鉅而充滿挑戰的任務。5g網路協議棧由多個層組成，例如物理層，無線電資源控制（rrc）層，非接入層（nas）層等。每個層又有自己的協議來實現其過程，例如用於將裝置連線到網路或從網路斷開連線的協議，以及用於尋呼裝置傳遞傳入呼叫和sms通知的協議。
此外，由於協議複雜且標準包括許多不同的選項，並且某些要求抽象且依賴於實現，因此在這些協議的實現中可能會引入漏洞。向後相容性等附加要求增加了這種複雜性。需要強調的是，即使5g在所有這些方面都與4g相似，但由於已經（或將要）結合了許多新穎的技術（請參閱第2節），因此5g將面臨更多挑戰。需要新增新協議和/或更改現有協議。尚未針對安全性對許多此類技術進行分析。
與前幾代相距甚遠，5g網路在協議棧和系統架構中引入了重大變化。例如，5g物理層支援移動寬頻，大規模機器型別通訊以及適用於各種裝置和應用程式的超可靠和低延遲通訊。它還支援非訪問層（nas）層中的公鑰加密，通過異構無線電訪問技術（例如5g ran和wlan）進行連線的同時發生的多個註冊，支援移動性的不同型別切換以及服務-核心網路中基於網路的體系結構，需要在協議中納入新技術和安全機制，例如網路切片，可程式設計網路以及防止未經身份驗證的對網路切片的訪問的保護。
這導致隨著3g/4g網路繼承功能的漏洞，5g網路中新增的新技術和協議引入了尚未針對安全性和使用者隱私進行分析的新攻擊面。因此，即使5g引入了比4g更高的安全性改進，由於5g引入了4g之上的重大擴充套件，很可能會引入新的漏洞。
過去幾年的研究成功地發現了不僅損害生態系統安全性而且影響使用者隱私的漏洞。但是，這只是冰山一角，而我們還沒有系統和全面的方法來識別此類漏洞。在某些情況下，先前的工作依賴於網路跟蹤的分析，在其他情況下，則依賴於使用加密協議驗證程式，而在其他情況下，則取決於研究人員的直覺。
這導致先前的分析在範圍和有效性上受到限制。設計針對已發現漏洞的適當防禦措施也同樣至關重要。但是，由於蜂窩網路生態系統的複雜性和不同利益相關者的激勵，部署和/或擴充套件可用的安全技術以在蜂窩網路中廣泛使用也具有挑戰性。
本文的目的是提出乙個初步的研究路線圖，以便就5g技術的安全性和私隱性展開討論。
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