1
MỤC LỤC
PHẦN A: MỞ ĐẦU ........................................................................................3
1. Lí do chọn đề tài ......................................................................................3
2. Mục đích nghiên cứu ...............................................................................4
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................4
4. Phương pháp nghiên cứu .........................................................................4
4. Bố cục của đề tài SKKN ..........................................................................4
PHẦN B: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU............................................................5
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ...........................................5
1.1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUT TRUYỀN THÔNG TRONG MẠNG DI
ĐỘNG 5G ...............................................................................................................5
1.1.1 Tổng quan về các thế hệ di động không dây ........................................5
1.1.2 Giới thiệu thế hệ mạng di động thứ 5 .................................................8
1.1.2.1 Mạng 5G là gì .............................................................................8
1.1.2.2 Các ứng dụng cho mạng 5G ........................................................9
1.1.2.3 Thông số kỹ thuật mạng 5G ........................................................9
1.1.2.4 Thách thức khi triển khai 5G .......................................................9
1.1.2.5 Truyền thông giữa các thiết bị trong 5G .................................... 11
1.2. Khảo sát của các nhà mạng khi tham gia kết nối 5G ............................... 11
1.2.1. Khảo sát của mạng VNPT ................................................................ 12
1.2.1. Khảo sát của mạng Viettel ............................................................... 13
1.2.1. Khảo sát của mạng MobiFone .......................................................... 13
1.3 Kết luận chương ...................................................................................... 15
CHƯƠNG 2. TRUYỀN THÔNG AN TOÀN TRONG MẠNG 5G ............... 16
2.1 Tổng quan về an toàn trong mạng 5G .................................................. 16
2.2 Thiết bị người dùng ............................................................................. 17
2.2.1 Phần mềm độc hại di động nhắm mục tiêu UE. ............................. 17
2.2.2 Botnet trong mạng di động 5G ...................................................... 18
2.3 Các mạng truy cập ............................................................................... 18
2.3.1 Tấn công trên mạng truy cập 4G ................................................... 19
2.3.2 Tấn công HeNB Femtocell ............................................................ 20
2.4 Mạng lõi vận hành di động .................................................................. 20
2.5 Mạng IP bên ngoài ............................................................................... 21
2
2.6 Kết luận chương .................................................................................. 21
CHƯƠNG 3. GIẢI PHÁP AN TOÀN TRONG TRUYỀN THÔNG GIỮA CÁC
THIẾT BỊ .............................................................................................................. 22
3.1 Tổng quan về truyền thông giữa các thiết bị......................................... 22
3.2 An toàn và tính riêng tư trong truyền thông giữa các thiết bị ................ 23
3.2.1 Các yêu cầu về sự an toàn và tính riêng tư cho D2D ..................... 23
3.2.2 Sự liên quan giữa các yêu cầu về tính riêng tư và an toàn .............. 24
3.2.3 Mô hình tấn công và sự đe dọa ...................................................... 26
3.3 Các giải pháp an toàn cho D2D. ........................................................... 28
3.3.1 Quản trị khóa ................................................................................ 29
3.3.2 Xác thực ....................................................................................... 29
3.3.3 Bảo mật và toàn vẹn ...................................................................... 29
3.3.4. Độ tin cậy và tính sẵn sàng........................................................... 29
3.3.5. Định tuyến và truyền dữ liệu an toàn ............................................ 30
3.4 Các giải pháp đảm bảo tính riêng tư cho D2D. ..................................... 30
3.4.1. Điều khiển truy nhập .................................................................... 31
3.4.2. Ẩn danh ....................................................................................... 32
3.4.3. Mã hóa ......................................................................................... 33
3.5 Kết luận chương. ................................................................................. 33
CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM. .................................................................... 33
4.1. Mục đích thực nghiệm. ....................................................................... 35
4.2. Đối tượng thực nghiệm. ...................................................................... 35
4.3. Tiến hành thực nghiệm ....................................................................... 33
PHẦN C: KẾT LUẬN .................................................................................. 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 39
3
PHẦN A: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài.
Trong cuộc sống hin nay mạng mang li một sthay đổi to lớn cho cả nền
kinh tế, khoa học, kỹ thuật, giáo dục... Trên thế giới, ngày nay mạng không thể
thiếu trong các hoạt động kinh tế, giáo dục chính trị. Trong đợt đại dịch vít,
nghành giáo dục đã sử dụng mạng để dạy học trực tuyến thay cho dạy trực tiếp
trong nhiều cấp học trên các tỉnh thành. Nhưng xảy ra nhiu vấn đề bất cập, đặc
biệt mng chạy rất chậm, sự cố mng xy ra liên tục. Để khc phục nhược điểm đó
sự xuất hiện thế hệ mạng mới ng nghệ 5G, hứa hn tốc độ truyền tải nhanh
gấp nhiu ln so với mng hin tại. thtruyền tng tin trực tiếp giữa các
thiết bị. Kỹ thuật truyền thông giữa các thiết bị (D2D) đã mra một xu hướng mới
cho truyền thông di động, hin thực hóa việc truyn thông trực tiếp giữa các thiết
bị vt gần nhau. Phát trin truyền thông giữa các thiết bị được thực hiện trên hệ
thống di động để có thể truyền thông được trong phạm vi gn nhằm tăng hiệu năng
mng và hỗ trợ các thiết bị gần nhau. Qua đó năng lực truyền tải dữ liệu cũng được
nâng cao hơn để đáp ng nhu cầu người sdụng. c yêu cầu này hướng đến một
công nghệ giao tiếp di đng mới trong tương lai giúp hthống 5G tăng về năng lực
giảm chi phí, cũng như khả ng tính toán, lưu trữ với các thực thgiao tiếp
thông minh nhằm để cung cấp cho chúng khnăng tương tác ln nhau mà không
cần sự can thiệp của con người.
Triển vọng cho hệ thống truyền thông di động và không y 5G được dự báo
sẽ tăng số ợng lưu ng và slượng thiết bị di động ngày ng tăng. Lưu ng
trong giao tiếp không dây đã phát trin trong những năm qua ng trưởng d
đoán tiếp tục cũng trong tương lai. Truyền thông liên lạc giữa các thiết bị cho phép
một loạt các ứng dụng trin khai tn các thiết bị độc lập giúp 5G giải quyết các
vấn đề trên. Là ng nghệ cho phép các thiết bị thể trao đổi với các hệ thống
thông qua mng tuyến hoặc hữu tuyến. D2D được xem một thành phần của
Internet cho vạn vật (IoT Internet of thing). Tuy nhiên, mỗi thế hệ ng nghệ di
động mi đã mra một thế hệ mi về các vấn đề bảo mật. Vào những năm 1980,
thế hệ tương tự đầu tiên đã mở ra một thứ Thi báo New York gọi Thời đại
hoàng kim của nhân bản điện thoại di động, trong đó kẻ trộm với máy quét radio
đã đánh cắp s điện thoại di động ly hóa đơn điện thoại khổng lồ. Một số
người nói rằng 5G có thể đưa ra thách thức bảo mt lớn nhất từ trước đến nay. N
một nhóm các học giả đã viết “rất có thể các loại mối đe dọa thách thức bảo mật
mi sxuất hiện cùng với việc triển khai các công ngh dịch vụ 5G mới lạ”.
Một trong những điều mi lạ” hay skhác biệt giữa ng nghệ 4G 5G đó
truyền thông trực tiếp giữa các thiết b và vấn đề an toàn trong truyền thông giữa
các thiết bị một thách thức lớn đang thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên
cứu. Đây là lí do tôi lựa chọn nghiên cứu đề tài sáng kiến này.
4
2. Mc đích nghiên cứu
Đề tài sáng kiến tập trung nghiên cứu về truyền thông giữa các thiết bị
trong mạng công nghệ 5G, đặc biệt liên quan đến vấn đề an toàn trong truyền
thông trực tiếp giữa các thiết bị để thcung cấp kết nối nhanh đáng tin
cậy.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu bao gồm mng internet di động thế hệ thứ 5 5G.
Phạm vi nghiên cứu tìm hiểu vtruyền thông an toàn giữa các thiết bị trong hệ
thống mạng di động 5G.
4. Phương pháp nghiên cứu
+) Phương pháp nghiên cu luận.
+) Phương pháp điều tra quan sát.
+) Phương pháp tổng hợp thực nghiệm.
5. Bố cục ca đề tài SKKN
Ngoài phần mđầu, phn kết luận và tài liu tham khảo, đề tài được trình
bày trong 4 chương.
Chương 1. Cở sở luận và thực tiễn.
Chương 2. Truyền thông an toàn trong mạng 5G.
Chương 3. Giải pháp trong truyền thông an toàn của các thiết bị di động mạng 5G.
Chương 4. Thực nghiệm.
5
PHẦN B: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN.
1.1. Tổng quan về kỹ thuật truyền thông trong mạng di động 5G
1.1.1. Tng quan về các thế hệ di động không dây
Trong những năm gần đây sự gia ng về yêu cầu đối với các dịch vụ di
động dẫn đến sự phát trin nhanh chóng v ng nghệ trong các mạng di động
không y. Trong mục này chúng ta đi xem xét lần lượt các thế h phát triển của
mng di động không y. Mạng di động 1G thế hệ ng nghệ điện thoại không
dây đầu tiên, cung cấp tốc độ lên tới 2,4 Kb/giây. Các cuộc gọi thoại được cung
cấp bởi mạng này được gii hn một quốc gia mạng dựa trên việc sử dụng n
hiu tương tự. nhiều hn chế với 1G: chất lượng giọng nói kém, tuổi thọ pin
m, kích thước điện thoại ln, dung lượng hạn chế và độ tin cy khi sử dụng m.
Thế hệ thứ hai 2G, dựa trên hệ thống toàn cầu về tng tin di động (GSM).
Mạng này sử dụng tín hiệu svà tốc độ dliệu của nó lên tới 64 Kb/giây. Mạng
này cung cấp các dịch vụ như tin nhắn văn bản, tin nhn hình nh tin nhắn đa
phương tiện (MMS). Chất lượng dung lượng ca mạng cũng tốt n so vi 1G.
Sự phụ thuộc cao của mạng này vào các tín hiệu smạnh và không có kh năng xử
dliệu phức tạp như video là nhược điểm quan trọng nhất của nó. Công nghệ
giữa thế hệ 2G và thế hệ thứ ba (3G) được gọi là thế hệ thứ hai và nửa (2.5G), là s
kết hợp của công nghệ di động 2G với dịch vụ tuyến gói chung (GPRS). Đặc
đim của mạng này cung cấp các cuộc gọi điện thoại, gửi và nhận tin nhắn e-
mail, cho phép duyệt web cung cấp tốc độ mng là từ 64 đến 144 Kb/giây. Với
sự ra đời ca 3G vào năm 2000, tốc độ truyền d liệu ng t 144 Kb n
2Mb/giây. c tính năng nổi bật của 3G cung cấp khả năng liên lạc nhanh
hơn, cho phép gửi và nhn e-mail ln cung cấp web tốc đcao, hội nghị truyền
hình, truyền hình trực tuyến và TV di động. Tuy nhiên, các dịch vụ cấp phép cho
3G rất tốn kém và việc xây dng sở h tầng là một thách thức. Yêu cầu băng
thông cao, điện thoại di động lớn điện thoại 3G đắt tiền là những nhược điểm
khác của 3G. Thế h mới, được gi là thế hệ thứ tư (4G), cung cấp liên lạc với tốc
độ dữ liệu cao hơn và truyền phát video chất lượng cao trong đó Wi-Fi và WiMAX
được kết hp với nhau. Mạng y thể cung cấp tốc độ 100 Mbps đến 1 Gbps.
5G dự kiến sẽ một bước tiến đáng kể trên các mạng trước đó, đặc biệt là 4G.
Chất lượng dịch vụ (QoS) bảo mật được quảng đáng kể trong 4G trong khi
chi pcho mỗi bit thấp. So với các thế h mng trước đây, một svấn đề với
4G như tiêu thụ năng lượng ln hơn (sử dụng pin), khó thực hiện, yêu cu phần
cứng quá phức tạp và chi phí cao cho thiết bị cần thiết để thực hiện mạng tiếp theo.
Hình 1.1 minh họa các ứng dụng của các thế hệ mng khác nhau.