Bảo mật của mạng 5G Advanced thiết lập hệ sinh thái an toàn

Hoàng

November 1, 2024

14 phút đọc

Giao thức N32 Interconnect Security (PRINS) đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo giao tiếp an toàn giữa các chức năng mạng và thực thể khác nhau trong hệ sinh thái 5G.

Khi bối cảnh mạng phát triển, đặc biệt là với sự phức tạp ngày càng tăng xung quanh các trung tâm chuyển vùng và trung gian, việc mở rộng giao thức PRINS trở nên quan trọng để duy trì các tiêu chuẩn bảo mật mạnh mẽ.

Vai trò của PRINS

• Về cốt lõi, giao thức PRINS được thiết kế để tạo điều kiện cho các kết nối an toàn trong mạng 5G.
• Giao thức này giải quyết nhu cầu về tín hiệu an toàn và trao đổi dữ liệu giữa các thành phần mạng khác nhau chẳng hạn như trạm gốc, mạng lõi và thiết bị người dùng (UE).
• Việc mở rộng giao thức này tập trung vào việc tăng cường khả năng hỗ trợ các kiến trúc mới liên quan đến các thực thể chuyển vùng, thường làm phức tạp bối cảnh bảo mật.

Cải tiến trung tâm chuyển vùng

• Giao thức PRINS được cập nhật giới thiệu một số cải tiến để quản lý hiệu quả các yêu cầu bảo mật do các trung tâm chuyển vùng và trung gian đặt ra.
• Một bước phát triển quan trọng là đưa vào các cơ chế xác thực nâng cao.
• Các cơ chế này đảm bảo tất cả các bên liên quan trong tình huống chuyển vùng có thể xác minh danh tính của nhau và giúp truy cập vào dữ liệu và dịch vụ nhạy cảm.
• Điều này rất quan trọng vì truy cập trái phép hoặc vi phạm dữ liệu có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng cho cả người dùng và nhà điều hành.
• Hơn nữa, việc mở rộng giải quyết nhu cầu về các hoạt động quản lý khóa an toàn.
• Trong môi trường chuyển vùng, nơi nhiều mạng tương tác, việc thiết lập và duy trì các khóa an toàn để mã hóa và giải mã trở nên phức tạp.
• Giao thức PRINS nâng cao kết hợp các quy trình quản lý khóa tự động giúp tạo và phân phối khóa động, cho phép giao tiếp hiệu quả và an toàn hơn.
• Tự động hóa này làm giảm khả năng xảy ra lỗi của con người và nâng cao hiệu quả hoạt động.

Ý nghĩa với điều hành mạng

• Đối với các nhà điều hành mạng, giao thức PRINS mở rộng chuyển thành một khuôn khổ an toàn hơn để quản lý khả năng kết nối trong môi trường nhiều nhà điều hành.
• Điều này đặc biệt quan trọng vì các nhà cung cấp dịch vụ ngày càng hợp tác với các nhà điều hành khác nhau để cung cấp trải nghiệm chuyển vùng liền mạch.
• Bằng cách triển khai các cải tiến, các nhà điều hành có thể trấn an khách hàng rằng dữ liệu của họ được bảo vệ tốt.
• Do đó thúc đẩy sự tin tưởng và lòng trung thành.
• Hơn nữa, khi các mối đe dọa mới xuất hiện trong bối cảnh mạng, khả năng thích ứng và phát triển các giao thức bảo mật là rất quan trọng.
• Giao thức PRINS mở rộng không chỉ giải quyết những thách thức hiện tại mà còn đặt nền tảng cho những tiến bộ trong tương lai về các hoạt động bảo mật.
• Bằng cách đi trước các lỗ hổng tiềm ẩn, các nhà khai thác mạng có thể duy trì lợi thế cạnh tranh trong thị trường viễn thông đang phát triển nhanh chóng.

Sự phát triển của mạng viễn thông đã dẫn đến việc triển khai Kiến trúc dựa trên dịch vụ (SBA) trong các hệ thống 5G.

SBA đại diện cho sự thay đổi từ kiến trúc mạng truyền thống sang thiết kế linh hoạt và mô-đun hơn.

Vì vậy nâng cao khả năng cung cấp dịch vụ và khả năng tương tác.

Tuy nhiê, với sự linh hoạt này, cần có các biện pháp bảo mật mạnh mẽ.

Đặc biệt trong việc quản lý chứng chỉ số, vốn rất quan trọng để xác thực và bảo mật thông tin liên lạc giữa các dịch vụ.

Kiến trúc dựa trên dịch vụ (SBA) là gì

• Về bản chất, SBA hỗ trợ nhiều chức năng mạng được biểu diễn dưới dạng các dịch vụ có thể giao tiếp qua các giao diện chuẩn hóa.
• Kiến trúc này giúp các nhà khai thác tạo và triển khai các dịch vụ mới một cách nhanh chóng, thích ứng với nhu cầu thay đổi của thị trường và hỗ trợ nhiều ứng dụng khác nhau.
• Tuy nhiên, bản chất mở của SBA cũng đặt ra những thách thức bảo mật đáng kể, đặc biệt là liên quan đến việc xác thực các dịch vụ và đảm bảo giao tiếp an toàn.

Vai trò của chứng chỉ số

• Chứng chỉ số đóng vai trò quan trọng trong việc thiết lập lòng tin trong môi trường SBA.
• Chúng được sử dụng để xác thực danh tính của các dịch vụ, đảm bảo chỉ những thực thể hợp pháp mới có thể giao tiếp và trao đổi dữ liệu.
• Theo truyền thống, việc quản lý các chứng chỉ này là một quá trình phức tạp, thường đòi hỏi phải can thiệp thủ công và dẫn đến các lỗ hổng tiềm ẩn.

Quản lý chứng chỉ tự động

• Việc nâng cấp SBA trong 5G Advanced giới thiệu quản lý chứng chỉ tự động, giúp hợp lý hóa vòng đời của chứng chỉ kỹ thuật số.
• Tự động hóa bao gồm việc tạo, phân phối, gia hạn và thu hồi chứng chỉ mà không cần các quy trình thủ công.
• Bằng cách sử dụng tự động hóa, các nhà điều hành mạng có thể giảm đáng kể rủi ro do lỗi của con người và nâng cao hiệu quả hoạt động.
• Một tính năng chính của quản lý chứng chỉ tự động là khả năng tích hợp liền mạch với các môi trường đám mây hiện có.
• Vì nhiều chức năng mạng được triển khai trong cơ sở hạ tầng dựa trên đám mây nên việc có một hệ thống quản lý chứng chỉ gắn kết hoạt động trong môi trường này là rất quan trọng.
• SBA nâng cấp kết hợp các giao thức phù hợp với giao thức quản lý chứng chỉ (CMP) của lực lượng đặc nhiệm kỹ thuật Internet (IETF).
• Từ đó chuẩn hóa các quy trình quản lý chứng chỉ kỹ thuật số trên nhiều nền tảng khác nhau.

Lợi ích của quản lý chứng chỉ tự động

• Có rất nhiều lợi ích khi triển khai quản lý chứng chỉ tự động trong SBA.
• Trước hết, nó tăng cường bảo mật bằng cách đảm bảo rằng các chứng chỉ luôn được cập nhật và hợp lệ.
• Điều này làm giảm nguy cơ sử dụng các chứng chỉ hết hạn hoặc bị xâm phạm trong mạng.
• Ngoài ra, quản lý tự động cho phép phản ứng nhanh với các mối đe dọa mới nổi.
• Trong môi trường mà các lỗ hổng bảo mật có thể bị khai thác nhanh chóng, việc có một hệ thống quản lý chứng chỉ cho phép các nhà điều hành thu hồi hoặc gia hạn chứng chỉ khi cần.
• Do đó giúp giảm thiểu rủi ro hiệu quả theo thời gian thực.
• Hơn nữa, tính năng tự động hóa này tạo điều kiện cho khả năng mở rộng.
• Khi mạng phát triển và tiến hóa, số lượng dịch vụ và chứng chỉ liên quan tăng lên đáng kể.
• Quản lý chứng chỉ tự động có thể xử lý sự tăng trưởng này một cách hiệu quả mà không làm quá tải các quản trị viên mạng.

Ý nghĩa với bảo mật mạng

• Việc nâng cấp lên SBA với quản lý chứng chỉ tự động thể hiện bước tiến đáng kể trong việc bảo mật mạng 5G.
• Bằng cách đơn giản hóa các quy trình quản lý chứng chỉ và đảm bảo chỉ các dịch vụ đã xác thực mới có thể giao tiếp, các nhà điều hành có thể xây dựng một cơ sở hạ tầng kiên cường hơn có khả năng chống lại truy cập trái phép và các mối đe dọa mạng.
• Khi mạng 5G ngày càng tích hợp nhiều hơn với các ứng dụng quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như chăm sóc sức khỏe, tài chính và giao thông vận tải thì tầm quan trọng của các biện pháp bảo mật mạnh mẽ như quản lý chứng chỉ tự động càng rõ nét hơn.
• Nó thiết lập một nền tảng an toàn mà trên đó các dịch vụ sáng tạo có thể được xây dựng và cung cấp một cách đáng tin cậy.

Trong hệ sinh thái 5G, Khung API chung (CAPIF) đóng vai trò là cơ sở hạ tầng quan trọng tạo điều kiện thuận lợi cho các tương tác giữa nhiều dịch vụ và ứng dụng mạng khác nhau.

Khi mối quan tâm về quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu ngày càng tăng, đặc biệt là trong bối cảnh các quy định nghiêm ngặt như GDPR, việc nâng cao CAPIF để bao gồm các biện pháp kiểm soát truy cập dữ liệu mạnh mẽ trở nên cần thiết.

Khung CAPIF là gì

• CAPIF được thiết kế để tạo ra các giao diện chuẩn hóa cho phép các chức năng mạng khác nhau giao tiếp liền mạch.
• Kiến trúc này thúc đẩy khả năng tương tác giữa các dịch vụ.
• Vì vậy giúp các nhà khai thác cung cấp nhiều ứng dụng và dịch vụ hiệu quả.
• Tuy nhiên, với sự phức tạp ngày càng tăng của các mạng và dữ liệu người dùng được xử lý đa dạng, việc thiết lập các giao thức truy cập an toàn trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.

Kết hợp các cơ chế kiểm soát

• CAPIF được cập nhật giới thiệu các biện pháp kiểm soát truy cập dữ liệu nghiêm ngặt.
• Cơ chế này đảm bảo thông tin người dùng nhạy cảm chỉ được truy cập bởi các thực thể được ủy quyền.
• Một trong những tính năng chính của cải tiến này là triển khai kiểm soát truy cập dựa trên vai trò (RBAC).
• Với RBAC, các nhà khai thác mạng có thể xác định các vai trò cụ thể trong hệ thống của họ, mỗi vai trò được trang bị các quyền riêng biệt.
• Điều này có nghĩa là người dùng hoặc dịch vụ chỉ có thể truy cập dữ liệu cần thiết cho chức năng của họ.
• Vì thế giúp giảm đáng kể nguy cơ truy cập trái phép hoặc vi phạm dữ liệu.
• Ngoài ra, CAPIF cập nhật yêu cầu mọi yêu cầu truy cập dữ liệu phải trải qua quy trình xác minh trong đó chủ sở hữu tài nguyên cấp quyền rõ ràng.
• Quy trình này là một phần không thể thiếu để duy trì quyền tự chủ của người dùng đối với thông tin cá nhân của họ, phù hợp với kỳ vọng và quy định về quyền riêng tư hiện đại.
• Bằng cách yêu cầu sự đồng ý rõ ràng trước khi cấp quyền truy cập dữ liệu, các nhà điều hành mạng có thể tạo dựng lòng tin lớn hơn giữa những người dùng.

Ý nghĩa đối với điều hành mạng

• Đối với các nhà điều hành mạng, việc tăng cường CAPIF bằng các cơ chế kiểm soát quyền truy cập dữ liệu mạnh mẽ sẽ giúp tuân thủ tốt hơn các quy định về bảo vệ dữ liệu và tăng sự tin tưởng của người dùng.
• Bằng cách ưu tiên các hoạt động xử lý dữ liệu an toàn, các nhà điều hành có thể giảm thiểu các trách nhiệm pháp lý tiềm ẩn liên quan đến vi phạm hoặc sử dụng sai dữ liệu.
• Hơn nữa, những cải tiến này tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các ứng dụng phức tạp hơn dựa trên việc chia sẻ dữ liệu an toàn mà không ảnh hưởng đến quyền riêng tư của người dùng.
• Khi mạng 5G tiếp tục phát triển, việc tập trung mạnh mẽ vào việc quản lý dữ liệu có trách nhiệm sẽ rất quan trọng trong việc thiết lập một hệ sinh thái an toàn và lấy người dùng làm trung tâm.

Khi mạng 5G mở rộng, trọng tâm bảo mật liên lạc trực tiếp giữa thiết bị người dùng (UE) và dịch vụ khẩn cấp chưa bao giờ quan trọng hơn thế.

Những tương tác này là một phần không thể thiếu của nhiều ứng dụng.

Từ giao tiếp ngang hàng trong các ứng dụng xã hội đến các dịch vụ khẩn cấp cứu hộ đều yêu cầu các biện pháp bảo mật mạnh mẽ để đảm bảo độ tin cậy của chúng.

Giao tiếp UE-to-UE là gì

• Giao tiếp UE-to-UE liên quan đến các tương tác trực tiếp giữa các thiết bị mà không định tuyến qua mạng lõi.
• Mặc dù cách tiếp cận này làm giảm độ trễ và tăng cường hiệu suất, nhưng nó cũng đặt ra những thách thức bảo mật.
• Truy cập trái phép hoặc chặn trong các tương tác này có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng, đặc biệt là trong các tình huống khẩn cấp.

Triển khai giao thức bảo mật

• Các cải tiến bảo mật cho các quy trình UE-to-UE tập trung vào việc thiết lập các cơ chế xác thực mạnh mẽ.
• Bằng cách đảm bảo cả hai bên tham gia vào phiên giao tiếp đều được xác thực trước khi bất kỳ trao đổi dữ liệu nào xảy ra, rủi ro truy cập trái phép sẽ được giảm thiểu đáng kể.
• Ngoài ra, các giao thức mã hóa mạnh mẽ được áp dụng cho tất cả các giao tiếp UE-to-UE.
• Điều này hỗ trợ mọi dữ liệu được truyền giữa các thiết bị đều được bảo mật và không thể bị các tác nhân độc hại chặn lại.
• Với việc giới thiệu các thuật toán mã hóa 256 bit của 5G Advanced, khả năng bảo vệ các thông tin liên lạc này được tăng cường đáng kể.

Bảo mật các dịch vụ khẩn cấp

• Các dịch vụ khẩn cấp đặt ra một thách thức đặc biệt do bản chất quan trọng của chúng.
• Các biện pháp bảo mật được triển khai cho các dịch vụ khẩn cấp từ UE đến mạng bao gồm các quy trình xác thực chuyên dụng để xác minh danh tính nhanh chóng.
• Đồng thời thông tin nhạy cảm được chia sẻ trong các trường hợp khẩn cấp vẫn được bảo vệ.
• Hơn nữa, định tuyến ưu tiên thường được sử dụng trong các trường hợp khẩn cấp để đảm bảo thông tin liên lạc được truyền đi nhanh chóng mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật.
• Điều này giúp những người ứng cứu đầu tiên có thể tiếp cận những cá nhân cần giúp đỡ kịp thời trong khi vẫn duy trì tính bảo mật của thông tin được trao đổi trong những thời điểm quan trọng này.

Ý nghĩa với người dùng

• Bằng cách ưu tiên bảo mật các quy trình và dịch vụ khẩn cấp từ UE đến UE, 5G Advanced thúc đẩy sự tin tưởng của người dùng vào các phương thức liên lạc này.
• Người dùng có nhiều khả năng áp dụng các công nghệ mới khi họ cảm thấy tự tin rằng các tương tác của họ.
• Đặc biệt là những tương tác liên quan đến các tình huống nhạy cảm hoặc khẩn cấp, được bảo vệ khỏi việc truy cập hoặc chặn trái phép.
• Hơn nữa, khi các ngành công nghiệp ngày càng dựa vào giao tiếp ngang hàng an toàn như trong các ứng dụng chăm sóc sức khỏe hoặc thành phố thông minh thì việc thiết lập các giao thức bảo mật mạnh mẽ trở nên cần thiết để áp dụng rộng rãi hơn và đổi mới.