一种保护5g电力切片通道安全的系统

文档序号:118351 发布日期:2021-10-19 浏览:41次 >En<

阅读说明:本技术 一种保护5g电力切片通道安全的系统 (System for protecting safety of 5G electric power slicing channel ) 是由 陈琰 林亦雷 郭苏 廖斌 曾松峰 于 2021-04-29 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种保护5G电力切片通道安全的系统,包括:电力切片安全隔离系统、STU切片接入认证系统、切片接口安全管理系统、电力切片差异化安全管理系统、电力切片智能安全管理系统五个部分。本发明针基于目前的5G切片技术,相对于传统的移动通信网络安全机制如终端接入认证鉴权、用户面和信令面消息的加密完保、网络域安全(IPSec)、边界防火墙等措施,保护等级更高、更灵活。(The invention discloses a system for protecting the safety of a 5G power slice channel, which comprises: the system comprises a power slice safety isolation system, an STU slice access authentication system, a slice interface safety management system, a power slice differentiation safety management system and a power slice intelligent safety management system. Based on the current 5G slicing technology, the invention has higher protection level and more flexibility compared with the traditional mobile communication network security mechanisms, such as terminal access authentication, user plane and signaling plane message encryption and protection, network domain security (IPSec), boundary firewall and other measures.)

一种保护5G电力切片通道安全的系统

技术领域

本发明涉及电力系统及其安全防护领域,特别涉及一种保护5G电力切片通道安全的系统。

背景技术

5G技术的出现,为通信运维提供了高带宽、低时延传输视频图像多媒体信息与大容量感知终端接入的网络平台。当前电力通信存在大量不同通信协议,在5G时代如何保护以往的通信终端投资,将传统的电力相关通信终端设备接入到5G通信服务,是一个非常重要的课题。然而在5G通信服务传输处理、流通能力提高的同时,基于网络连接的安全问题也日益突出。传统的移动通信网络安全机制包括终端接入认证鉴权、用户面和信令面消息的加密完保、网络域安全(IPSec)、边界防火墙等,5G切片使得传统移动通信网络架构发生了巨大改变,也导致安全需求发生了变化,如图1所示。

目前现有的切片通道安全防护无法满足在多层次物联网和垂直行业用户的安全防护的需求,包括在5G上传输的UE用户数据面数据安全等。此外,在提交的专利申请中,诸如CN201910908850.4(面向5G环境的网络切片资源调整方法及系统)、CN202010800606.9(基于网络质量切片的无线通信网络质量评估方法和装置)所提出的各种网络切片专利方案中,仅提出了网络切片的实现方法,但未提及网络切片所需的安全防护方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种保护5G电力切片通道安全的系统,针对于目前的5G切片技术,相对于传统的移动通信网络安全机制如终端接入认证鉴权、用户面和信令面消息的加密完保、网络域安全(IPSec)、边界防火墙等措施,保护等级更高、更灵活。

为了实现以上目的,本发明是通过以下技术方案实现的:

一种保护5G电力切片通道安全的系统,其特点是,包含:电力切片安全隔离系统、STU切片接入认证系统、切片接口安全管理系统、电力切片差异化安全管理系统和电力切片智能安全管理系统;

所述的电力切片安全隔离系统实现5G网元的资源隔离,不同切片之间资源独享且不可互相访问;

所述的STU切片接入认证系统用于判断接入5G网络的用户为合法用户,并判断接入切片的STU为合法授权的切片用户;

所述的切片接口安全管理系统进行切片管理用户身份的认证、数据加密、用户数据的审计/授权、文件的在线加密;

所述的电力切片差异化安全管理系统根据不同5G用户对象,提供可定制的安全能力;

所述的电力切片智能安全管理系统能够采集、分析、识别网络数据,实时进行动态监测网络行为,发现和捕获各种敏感信息、违规行为,实时报警响应,实现对网络信息的智能关联分析、评估及安全事件的准确全程跟踪定位。

所述的电力切片安全隔离系统包括:

连接到计算机的接口电路,连接接口电路的网卡芯片,在内网/外网之间进行物理切换的切换控制电路,存储所述网络安全隔离器的启动配置参数的EEPROM,通过5G核心网控制面密钥推衍能力,可以为电力切片生成独立的切片控制面密钥,以实现资源隔离之上的切片信令隔离。

所述的STU切片接入认证系统设有一在线保持模块,用于保持STU终端在线。

所述的切片接口安全管理系统包括安全接入网关系统、身份认证系统、数据加解密系统和集中监控管理系统;

所述的数据加解密系统用于对原始的数据分割成固定块大小逐个加解密;所述的集中监控管理系统用于系统管理员、安全管理员、审计管理员分权管理,管理员采用数字证书认证,并通过加密通道对网关进行管理配置,管理员只能通过被授权的终端登录到网关进行相应的配置操作。

所述的电力切片差异化安全管理系统包括:采集模块,被配置为通过大数据挖掘收集切片的相关信息;分类模块,被配置为根据收集的切片相关信息获得对应的安全需求;推荐模块,被配置为根据切片安全需求转换为安全控制指令,为电力切片配置安全功能和策略推荐相对应的差异化管理方案。

所述的电力切片智能安全管理系统包括:人工智能分析模块和报警模块,所述的人工智能分析模块收集切片中与安全相关的数据,并对与安全相关的数据进行处理发现和捕获各种敏感信息、违规行为;所述的报警模块用于根据各种敏感信息、违规行为发出警报。

本发明与现有技术相比,具有以下优点:

针对于目前的5G切片技术,相对于传统的移动通信网络安全机制如终端接入认证鉴权、用户面和信令面消息的加密完保、网络域安全(IPSec)、边界防火墙等措施,保护等级更高、更灵活。

附图说明

图1为网络切片安全示意图;

图2为本发明一种保护5G电力切片通道安全的系统的结构示意图;

图3为电力切片安全隔离系统网络连接示意图;

图4为电力切片差异化安全管理系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图,通过详细说明一个较佳的具体实施例,对本发明做进一步阐述。

本发明提供的保护5G电力切片通道安全的系统如图2所示,其核心思想是5G切片使得传统移动通信网络架构发生了巨大改变的环境下,保证5G电力切片的安全,具体包括:电力切片安全隔离系统、STU切片接入认证系统、切片接口安全管理系统、电力切片差异化安全管理系统和电力切片智能安全管理系统。

所述的电力切片安全隔离系统:具体是借助NFV、SDN等技术在统一的计算平台上实现5G网元的资源隔离,不同切片之间资源独享且不可互相访问。若电力切片安全性要求高,则通过资源编排将电力切片中的网元部署在独立的物理资源上,在物理资源上实现隔离。具体包括连接到计算机的接口电路,连接接口电路的网卡芯片,提供5G切片安全隔离器的网络接口,在内网/外网之间进行物理切换的切换控制电路,存储所述网络安全隔离器的启动配置参数的EEPROM,如图3所示,通过5G核心网控制面密钥推衍能力,可以为电力切片生成独立的切片控制面密钥,以实现资源隔离之上的切片信令隔离,进一步增强切片安全。

所述的STU切片接入认证系统通过STU网络接入认证保证接入5G网络的用户是合法用户,STU切片接入认证系统能够保证STU终端永久在线,保证RRC连接不被释放,同时STU切片认证保证接入切片的STU都是合法授权的切片用户。具体切片接入认证由STU、运营商和电力切片租户共同完成,确保电力切片租户对切片资源使用的可控性。STU通过空口双链路或者多卡多待技术接入到不同的基站,实现空口链路的可靠性备份机制;

所述的切片接口安全管理系统调用了切片管理服务的用户的认证、切片管理服务集中式发现和授权、服务消息传输层加密完整性保护安全机制,能够保证该接口上消息传输的真实性、机密性、完整性和防重放等。所述切片接口安全管理系统能够进行切片管理用户身份的认证、数据加密、用户数据的审计/授权、文件的在线加密,系统设有VPN网关接入服务层,包括安全接入网关系统功能组件、身份认证系统功能组件、数据加解密功能组件、集中监控管理用户逻辑功能组件,上述功能组件之间通过高速消息总线进行通信以实现各种安全服务。

切片接口安全管理系统包括:安全接入网关系统、身份认证系统、数据加解密系统和集中监控管理系统。

安全接入网关系统同时支持国密算法,以及商密算法,并提供防中间人攻击等技术,有效保护链路隧道安全。

身份认证系统,除了包含传统的短信认证、指纹认证、AD域认证外,更创新性提供手机令牌的认证方式,可在客户原有业务应用账号密码认证基础上,增加软token认证或扫描认证方式,形成多因素认证,提高身份安全性。

数据加解密系统会对原始的数据分割成固定块大小逐个加密

集中监控管理系统实现系统管理员、安全管理员、审计管理员分权管理;管理员采用数字证书认证,并通过加密通道对SSL VPN网关进行管理配置,管理员只能通过被授权的终端登录到SSL VPN网关进行相应的配置操作。

所述的电力切片差异化安全管理系统根据不同对象,提供可定制的安全能力,包括切片内设备的安全配置、加密完整性算法和密钥长度,以及可编排的安全资源池,如抗DDoS能力、IDS等。电力管理系统向切片管理器发送安全需求,安全管理器将安全需求转换为安全控制指令,为电力切片配置安全功能和策略。如图4所示,所述电力切片差异化安全管理系统包括采集模块:被配置为通过大数据挖掘收集切片的相关信息;分类模块,被配置为根据收集的切片相关信息获得对应的安全需求;推荐模块,被配置为根据上述切片安全需求转换为安全控制指令,为电力切片配置安全功能和策略推荐相对应的差异化管理方案。

所述的电力切片智能安全管理系统引入智能安全管理电力切片的安全威胁,具体流程为安全管理器收集切片中与安全相关的数据,随后借助于人工智能算法对数据进行分析,发现攻击模式,发出威胁警报,并且可以自动生成安全控制策略以阻止攻击。所述电力切片智能安全管理系统能够采集、分析、识别网络数据,实时进行动态监测网络行为,发现和捕获各种敏感信息、违规行为,实时报警响应,实现对网络信息的智能关联分析、评估及安全事件的准确全程跟踪定位,为整体网络安全策略的制定提供权威可靠的支持。

综上所述,本发明一种保护5G电力切片通道安全的系统,针对于目前的5G切片技术,相对于传统的移动通信网络安全机制如终端接入认证鉴权、用户面和信令面消息的加密完保、网络域安全(IPSec)、边界防火墙等措施,保护等级更高、更灵活。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

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