5G セキュリティ

サイバー犯罪による世界中の企業の被害総額は、2015 年の 3 兆ドルから 2025 年までに年間推定 10.5 兆ドルに増加すると予想されています。

5G ネットワーク上には新しいサービスが存在し、これらのネットワークに接続される新しいテクノロジーと従来のテクノロジーには莫大な差異が存在します。

NSA、SA、または O-RAN 仕様に基づいているかどうかにかかわらず、5G ネットワークを導入する際には、ネットワークが最大の効率で実行されるだけでなく、安全性が高いことを保証する必要があります。

5Gネットワークをセキュリティ保護する最初のステップは、gNodeB 基地局を適切にテストして、それらが安全であり、3GPP 規格で設定されたプロトコルを実行していることを確認することです。 

gNB をセットアップおよび構成する際、攻撃者がローカルアクセスまたはリモートアクセスを介して設定やソフトウェア構成を変更できないことを確認するために、ハードウェアを検証する必要があります。gNB はまた、物理的攻撃に対して耐性があることを確認するためのテストをする必要もあります。特に、ユーザープレーンのデータと制御プレーンのデータは gNB 内で暗号化されていないため、セキュリティ保護し続ける必要があります。

gNB に関連したセキュリティプロトコルには、ユーザーデバイス（UD）と基地局の間を移動する際のユーザーデータとシグナリングデータの暗号化が含まれます。5G は、5G コアへのアクセスポイントとして動作し、ユーザーデータとシグナリングデータを保護する NAS 暗号化および完全性保護アルゴリズムを有効にする独自のアクセスおよびモビリティ管理機能（AMF）をサポートします。同じく 5G の新機能で、ユーザーデバイスとネットワーク間の認証を処理するセキュリティアンカー機能（SEAF）などの認証プロセスも、精査されたデバイスのみがネットワークにアクセスするようにテストする必要があります。  

オープン RAN は無線ネットワークにおける重要な進化であり、ベンダーロックインを防止し、よりオープンでパフォーマンス重視のエコシステムをもたらします。ただし、これらのネットワークのセットアップと統合は、多くの場合、より複雑になるため、ネットワークの徹底的なテストを実行することが重要です。 

オープン RAN は、O-RAN ネットワークの分割構成要素に適用される独自のインターフェイスを使用します。F1 インターフェイスは分割 DU-CU 実装に適用されますが、E1 はさまざまな CU-CP/UP 構成要素に適用されます。これら両方の規格は 3GPP によって定義されており、機密性、完全性、リプレイ保護をカバーしているため、ネットワークを監査してこれらのインターフェイスが 3GPP 規格を満たしていることを確認することが重要です。

RAN インテリジェント コントローラー（RIC）は、オープンで仮想化された無線ネットワークの中心的な構成要素です。O-RAN 内のさまざまな構成要素の相互運用性をサポートし、パフォーマンスを最適化するためのインテリジェントな決定を行います。RIC に着信するメッセージは E2 インターフェイスを経由する必要があるため、多くの場合、RIC のテストにはエミュレートされたネットワークが必要です。VIAVI TeraVM は、RAN とそのトラフィックシナリオをエミュレートして、RIC を完全にストレステストし、ライブ環境に実装する前にセキュリティの脆弱性を発見します。 

xApp と rApp - x/rApp は RIC の主要部分で、リアルタイムでのスムーズなネットワークの自動化を保証します。ただし、これらはサードパーティによって開発されているため、ネットワークを感染させたり侵害したりする悪意のあるアプリのリスクが高くなります。これらのアプリを RIC に統合する前に、監査とテストを行うことが重要です。  

相互認証（またはゼロトラスト）は、違反や悪意のある構成要素から保護するために RIC で使用されますが、これをテストして、認証プロセスが悪意のあるトラフィックを正しくブロックしていることを確認する必要があります。 

5G コアはサービスベースのアーキテクチャを利用しており、接続されたさまざまなネットワーク機能（NF）を介してデータと機能が配信されます。3GPP はこれらの機能を定義し、各 NF が相互認証を介して相互にアクセスする権限を持ち、ネットワークの機密性と完全性をサポートします。

ネットワークリポジトリ機能（NRF）は基本的にネットワーク内のすべての NF 機能を収容しており、これも相互認証によってセキュリティ保護されています。ネットワーク公開機能（NEF）は、ネットワークの公開されたサービスおよび機能へのセキュアなアクセスをサポートし、第三者がネットワークに安全にアクセスできるようにします。当然のことながら、これらの機能は完全にセキュリティ保護され、許可されたアクセスのみがネットワークに認められるようにテストする必要があります。 

悪意のあるトラフィックのコアネットワークからの遮断 - 最も簡単な緩和方法の 1 つは、良いトラフィックと有害なトラフィックを区別することです。これを行うには、ファイアウォールを使用します。 

N1/N2 にファイアウォールを挿入することによる N3、N4、および N11 インターフェイスの悪意のあるトラフィックは、コアネットワークに侵入する前に傍受され削除できます。

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5Gネットワークは前世代よりもはるかにデジタル化されており、仮想化、クラウドホスティング、ネットワークスライシングなどの新しいサービスにより、ネットワークはかつてないほど集約化されておらず、ソフトウェア主導型になっています。これには、これまでの LTE では見られなかったセキュリティ上の影響があるため、潜在的な脆弱性を特定するにはテストを優先する必要があります。 

エッジ、5G コア、RAN の仮想化により、通信事業者はネットワークを構築する際の柔軟性が向上しますが、開発プロセスには多数の異なる当事者が関与します。その結果、エントリポイントが多くなり、構成ミスが発生する可能性が高くなります。