5G 安全.

5G 安全在 3GPP TS 33.501 中规定，它建立在 LTE 模型之上，但对其进行了显著强化。主认证使用 5G-AKA 或 EAP-AKA'，与归属网络的认证服务器功能（AUSF）和统一数据管理（UDM）配合，实现双向认证以及分层密钥树（KAUSF、KSEAF、KAMF、KgNB）。为防范 IMSI 捕捉器，长期标识符（SUPI）绝不以明文发送：相反，UE 使用归属运营商的公钥，通过 ECIES（Curve25519 或 P-256）将其加密为 SUCI。UE 与 gNB 之间的用户面流量可以使用 NEA1/2/3（SNOW 3G、AES-128、ZUC）进行加密和完整性保护。网络功能之间的服务化架构（Service-Based Architecture）由 TLS 1.3 和 OAuth 2.0 访问令牌保护。应用层密钥可以通过 AKMA（TS 33.535）从相同的 5G 凭证中引导生成，从而避免为每项服务单独设置密钥。

其残留弱点已得到充分研究。在建立安全关系之前的注册阶段，仍然暴露于伪基站（假 gNB）的攻击之下；3GPP 的 TR 33.809 研究课题致力于 FBS/MitM 检测，而诸如 5GReasoner 之类的形式化分析工具已在寻呼和注册过程中揭示出协议缺陷。核心网也并非无懈可击：Trend Micro 于 2023 年的研究表明，恶意 UE 能够到达分组核心，并用畸形的 GTP-U 数据包使用户面功能（UPF）崩溃，还演示了开源 5G 核心网中的 ASN.1 解析漏洞——这提醒人们，如果不对 N3/N6 接口和漫游（SEPP）边界进行过滤，服务化架构会扩大攻击面。防御措施包括在信令上强制实施 NEA/NIA 完整性保护、在安全边缘保护代理（Security Edge Protection Proxy）处进行漫游保护，以及加固核心网以抵御来自不受信任设备的流量。

flowchart TD
  UE[UE / SIM] -->|SUCI = 经 ECIES 加密的 SUPI| SEAF[SEAF / AMF]
  SEAF --> AUSF[AUSF 归属网络]
  AUSF --> UDM[UDM / ARPF<br/>解出 SUPI]
  UDM -->|5G-AKA 向量| AUSF
  AUSF -->|KSEAF| SEAF
  SEAF -->|KAMF 然后 KgNB| GNB[gNB]
  GNB -->|NEA/NIA 加密 +<br/>完整性保护的用户面| UE
  UDM -.AKMA TS 33.535.-> APP[应用功能]