Безопасность 5G.

Безопасность 5G, определённая в 3GPP TS 33.501, опирается на модель LTE, но существенно её усиливает. Первичная аутентификация использует 5G-AKA или EAP-AKA' совместно с Authentication Server Function (AUSF) и Unified Data Management (UDM) домашней сети, обеспечивая взаимную аутентификацию и иерархическое дерево ключей (KAUSF, KSEAF, KAMF, KgNB). Чтобы предотвратить работу IMSI-перехватчиков, долгосрочный идентификатор (SUPI) никогда не передаётся в открытом виде: вместо этого UE шифрует его открытым ключом домашнего оператора в SUCI с помощью ECIES (Curve25519 или P-256). Трафик пользовательской плоскости между UE и gNB может шифроваться и защищаться по целостности с помощью NEA1/2/3 (SNOW 3G, AES-128, ZUC). Сервис-ориентированная архитектура (Service-Based Architecture) между сетевыми функциями защищается TLS 1.3 и токенами доступа OAuth 2.0. Ключи прикладного уровня могут быть выведены из тех же учётных данных 5G с помощью AKMA (TS 33.535), что избавляет от необходимости отдельного секрета для каждой службы.

Остаточные слабости хорошо изучены. Фаза регистрации, предшествующая установлению защиты, остаётся уязвимой для ложных базовых станций (поддельных gNB); исследовательское направление 3GPP TR 33.809 работает над обнаружением FBS/MitM, а инструменты формального анализа, такие как 5GReasoner, выявили изъяны протокола в процедурах пейджинга и регистрации. Ядро сети также не является неуязвимым: исследование Trend Micro 2023 года показало, что вредоносное UE могло достичь пакетного ядра и обрушить User Plane Function (UPF) с помощью некорректно сформированных пакетов GTP-U, а также продемонстрировало ошибки разбора ASN.1 в 5G-ядрах с открытым исходным кодом — напоминание о том, что сервис-ориентированная архитектура расширяет поверхность атаки, если интерфейсы N3/N6 и границы роуминга (SEPP) не фильтруются. К средствам защиты относятся принудительное применение целостности NEA/NIA к сигнализации, защита роуминга на Security Edge Protection Proxy и усиление ядра против трафика недоверенных устройств.

flowchart TD
  UE[UE / SIM] -->|SUCI = зашифрованный по ECIES SUPI| SEAF[SEAF / AMF]
  SEAF --> AUSF[AUSF домашняя сеть]
  AUSF --> UDM[UDM / ARPF<br/>раскрывает SUPI]
  UDM -->|Векторы 5G-AKA| AUSF
  AUSF -->|KSEAF| SEAF
  SEAF -->|KAMF затем KgNB| GNB[gNB]
  GNB -->|Шифрованная + защищённая по целостности<br/>NEA/NIA пользовательская плоскость| UE
  UDM -.AKMA TS 33.535.-> APP[Прикладная функция]