5G技術發展及其對網絡空間帶來的挑戰
隨著5G技術在全球范圍內的逐漸商用和相關產業鏈的不斷成熟，5G產業發展已經成為通信業、信息產業、社會經濟乃至全球競爭的重要熱點。5G提供了前所未有的用戶體驗和物聯網連接能力，將成為構筑萬物互聯的基礎設施，5G的廣泛應用將加速數字經濟轉型，推動新型產業的發展，將給人類生產、生活帶來深刻變革，同時也將對網絡空間安全提出巨大挑戰。
一 5G技術的發展及戰略演進
從全球戰略布局來看，5G爭奪戰已經成為世界主要大國在高新技術領域競爭的焦點，與軍事、經濟、政治等因素融合趨勢明顯。隨著5G商用步伐的臨近，以中美歐日為代表的科技大國和地區，對5G產業的標準、話語權及市場份額的爭奪戰，已經進入熾熱化程度。目前，全球已有110個國家進行5G網絡部署，全球主要經濟體開始謀求主動作為、牢牢緊握戰略先機，不斷加快頂層設計和應用落地。
1．美國5G發展歷程
2012年7月，美國紐約大學理工學院成立由政府和企業組成的5G研究聯盟。美國國家科學基金會（NFC)為其提供了80萬美國資助金，為合作者企業提供120萬美元研發資助。2013年開始，美國寬帶無線接入技術與應用中心開展5G項目研發，獲得國家基金委的160萬美元與產業界的400萬美元專項資金支持。
2015年4月，美國聯邦通訊委員會（FCC)為公眾無線寬帶服務（CBRS)在3.5GHZ頻段提供150MHZ的頻譜，建立3層頻譜共享接入體系監管模式并允許進行試驗。8月，美國通過添加腳注方式，標識了2階段數字紅利頻段470-698MHZ為IMT系統使用。9月，美國移動運營商威瑞森公司宣布，將從2016年開始試用5G網絡，2017年在美國部分城市全面商用。
2016年7月，FCC針對24GHz以上頻譜用于無線寬帶業務宣布新的規則和法令，使美國成為全球首個宣布規劃頻譜用于5G無線技術的國家，包括三個授權頻段和一個新的非授權頻段。7月，白宮宣布由NFC啟動先進無線通信研究計劃，投資4億美元支持5G無線技術研究，以保持美國在無線技術領域的領先地位。11月，FCC發布新的頻譜規劃，批準將24.25-24.45GHz、24.75-25.25GHz和47.2-48.2GHz頻段共1700MHZ頻譜資源用于5G業務發展。
2017年2月，美國行業協會5G Americas和韓國5G論壇簽署合作備忘錄，與包括歐盟5GPPP、日本5GMF以及中國IMT-2020推進組在內的三個全球機構進行5G合作，建立一年兩次的全球5G大會。11月，美國蘋果公司和英特爾合作，共同開發5G手機，該產品將使用英特爾的5G基帶處理器。12月，FCC發布廢除網絡中立政策，旨在通過消除制度障礙鼓勵電信業積極創新，解決美國迅速部署覆蓋全國的5G資金來源問題。12月，白宮發布特朗普任期內第一份《美國國家安全戰略》，將5G網絡作為美國的首要行動之一。
2018年1月，美國國家安全委員會文件《保護5G：信息時代的艾森豪威爾高速公路系統》指出，政府將5G的地位提升到國家安全的高度。1月，美國電話電報公司宣布，2018年底之前在美國12個城市推出5G網絡商用服務。3月，總統特朗普簽署1.3萬億美元的5G法案，為無線頻譜拍賣清掃障礙，并在28年后首次重新向FCC授權。8月，白宮管理與預算辦公室發布《2020財年政府研究與開發預算優先事項》備忘錄，將5G作為2020財年八大研發優先領域之一。9月，FCC發布5G推進計劃，包括三大關鍵的解決方案。10月，總統特朗普簽署《制定美國未來可持續頻譜戰略總統備忘錄》，要求美國商務部制定長期全面的國家頻譜戰略。11月，美中經濟與安全審查委員會發布的2018年年度報告，點名華為、中興通訊等電信設備公司危及美國5G無線基礎設施安全，建議每年應報告中美兩國間產業鏈對美國的傷害。11月，FCC啟動首次高頻段5G頻譜拍賣，為下一代高速移動通信網絡清理頻譜空間。12月，美國國際戰略研究中心發布《5G如何塑造創新和安全》報告，指出5G技術將對未來幾十年的國家安全和經濟產生影響，12月，AT&T宣布，將在全美12個城市率先開放5G網絡服務。
2019年4月，美國發布《5G生態系統：對美國國防部的機遇與挑戰》報告，介紹5G發展歷程和現狀，并為美國國防部提出重要建議，包括共享頻段、重塑5G生態系統、調整貿易戰略、強化美國科技知識產權、發展5G以外的通信技術等。4月，總統特朗普發表美國5G部署戰略講話，宣布5G競賽是一場美國必須要贏的比賽，美國將釋放更多無線頻譜并簡化通信設施建設許可，在5G領域獲得領導地位。5月，特朗普簡述《關于保障信息通信技術與服務供應鏈安全》總統行政令，以遭遇所謂敵對國家威脅為由，宣布進入國家緊急狀態。5月，美國發布《新興技術及其對非聯邦頻譜需求的預期影響》和《美國無線通信領導力研發優先事項》報告。
2．歐盟5G發展歷程
2012年9月，歐盟啟動5G NOW研究課題，主要面向5G物理層的技術研究。該課題由6家科研機構承擔，于2015年2月結束。11月，歐美投資2700萬歐元預算啟動名為構建2020年信息社會的無線通信關鍵技術的5G科研項目。
2013年2月，歐盟宣布將撥款5000萬歐元，加快5G技術發展，計劃到2020年推出成熟的標準。8月，歐洲議會和理事會發布關于攻擊信息系統和取代理事會框架決定JHA2005/222的EU2013/40指令。12月，歐盟與5G技術設施聯盟簽署協議建立5G合作項目框架，加速5G研發。其目標是5G無線服務能力較2010年水平提高1000倍，并在5G無線服務中減少90%能耗。12月，歐盟（EU）發布第1316/2013號條例。
2014年1月，歐盟啟動5G公私合作關系項目，總預算14億歐元，計劃在2020年前開發5G技術，到2022年正式投入商業營運。
2015年3月，歐盟數字經濟和社會委員會正式公布歐盟5G公司合作愿景，力求確保歐洲在下一代移動技術全球標準中的話語權。7月，歐盟地平線2020框架5G旗艦項目宣布項目第一階段正式啟動，該事件標志歐洲5G研究達到一個新的里程碑。
2016年4月，EU發布關于處理個人數據和數據自由流動的保護自然人的第2016/679號并廢除95/46/EC指令的《通用數據保護條例》。6月，歐盟5G發布的白皮書《5G架構的觀點》總結了16個項目的研發成果及共同點、趨勢，并提出為滿足5G需求所要解決的挑戰性問題，最后討論5G參考框架對5G標準化的影響。7月，EU發布關于全聯盟網絡和信息系統高度共同安全保障措施的2016/1148指令。9月，歐盟委員會正式公布《歐洲5G：行動計劃》，以加強到2020年歐洲數字化單一市場5G基礎設施和服務推廣工作的投資。11月，歐盟委員會無線頻譜政策組發布歐洲5G頻譜戰略，明確提出3400-3800MHZ頻段將作為2020年前歐洲5G部署的主要頻段，1GHZ以下700MHZ將用于5G廣覆蓋。
2017年6月，由歐盟委員會資助，18家公司組成歐盟新5G聯盟5G-Transformer，專注5G網絡切片，利用軟件定義網絡和網絡功能虛擬化、業務流程和分析功能，支持各種垂直行業。6月，歐盟5G PPP第二階段項目啟動，在參選的101個新項目中有21個項目入選。9月，歐盟委員會發布關于歐洲議會和理事會對歐盟網絡和信息安全局監管和廢除EU526/2013條例的提案，以及信息和通信技術網絡安全認證的《網絡安全法案》。12月，歐盟確立5G發展路線圖，包括主要活動及其時間框架。歐盟就協調5G頻譜的技術使用和目的以及向電信營業商分配的計劃達成一致，同意到2025年將在歐洲各城市推出5G的計劃。
2018年1月，歐盟發布地平線2020計劃。該計劃共包含5G LTE在內的7個5G研究項目。6月，歐盟委員會發布關于歐洲議會和理事會建立2021-2027數字歐洲計劃規定的提案。6月，瑞典、挪威、丹麥、芬蘭和冰島五國首相聯合發布5G合作宣言，確定在信息通信領域加強合作，推動北歐五國成為世界上第一個5G互聯地區。7月，在EuCNC會議上，歐洲5G研究計劃5GPPP正式啟動第三階段的研究。9月，歐盟委員會發布關于建立歐洲網絡安全工業、技術和研究能力中心以及國家協調中心的規定。12月，歐洲多個大城市開展代號“烈焰”的5G應用場景實測，主要聚焦垂直應用的媒體服務。12月，歐洲議會和理事會發布關于制定歐洲電子通信規則的2018/1972指令。
2019年3月，歐洲理事會批準新的歐盟外商直接投資審查框架及相關立法《建立歐盟外商直接投資審查框架的條例》。3月，歐洲議會通過關于與中國在歐盟技術不斷提升有關的安全威脅以及歐盟采取降低這些威脅的可行行動的決議，即2019/2575，呼吁歐盟應當采取一系列措施應對風險。3月，歐盟委員會公布5G網絡的高度安全性。具體包括要求歐盟成員國在今年7月15日前向歐盟委員會與歐盟網絡安全局提交相關風險評估報告，在10月前完成歐盟整體網絡安全風險評估，并于12月31日前最終制定可行的風險應對措施等。4月，歐盟報告《5G挑戰、部署進展及競爭格局》發布。報告系統檢視5G商業模式、技術、挑戰以及在歐洲、美國、亞洲部署進展，并從歐洲如何提高競爭力的角度給出建議。5月，歐盟委員會通過一項協調無線網絡使用的26GHZ頻段的計劃。
3．德國5G發展歷程
2012年4月，德國德累斯頓科技大學成立5G無線通信系統專門實驗室。
2016年，德國啟動德國5G網絡倡議，首次提出一系列快速完善5G基礎設施的措施。
2017年7月，德國聯邦交通和數字基礎設施發布《德國5G戰略》，制定新的5G網絡發展框架。8月，德國發現聯合華為在商用網絡中成功部署基于最新3GPP標準的5G新空口連接，采用5G新空口與4G LTE非獨立組網架構。
2018年8月，奧迪與愛立信宣布，計劃率先將5G技術用于汽車生產。12月，作為巴伐利亞研究項目5G Today的一部分，羅德與施瓦茨公司的發射機在德國巴伐利亞廣播電視臺的文德爾施泰因山發射站成功投入運行。
2019年3月，德國正式啟動5G頻譜的拍賣工作，多家歐洲電信營運商參與競標。
4．日本5G發展歷程
2013年10月，日本無線工業級商貿聯合會建立5G特設工作組，主要任務是研究2020年及以后移動通信服務、系統概念和主要技術。
2014年5月，日本電信營運商NTTDoCoMo宣布將與Ericsson等六家廠商合作，測試高速5G網絡。預計，在2015年展開戶外測試，于2020年開始運作。9月，日本5G移動論壇成立，以推動5G的研究和發展，協調各組織的5G工作，提升5G的普遍認知。
2015年11月，日本電信營運商NTTDoCoMo與諾基亞網絡共同實施5G技術試驗，在實際商業設施內以70GHZ頻帶接收信號。
2016年，日本內政和通信部發布戰略文件《2020年實現5G的無線電政策》，展示對5G的承諾和部署。日本總務省成立5G研究組，討論5G最新政策。為配合2020年東京奧運會，三大無線通信營運商NTT DoCoMo、Softbank以及KDDI計劃在東京都中心城區等區域率先提供5G服務。9月，日本軟銀啟動5G項目，成為全球第一家商用Pre5G Massive MIMO的營運商。
2018年7月，日本總務省公布以2030年為設想的頻譜利用戰略方案。作為將在2030年實現的革命性頻譜系統之一，日本提出超越5G。8月，日本總務省宣布將在2019財年開始研究和發展新的電信標準，并在2025年左右使后5G標準實現商業化。11月，KDDI宣布計劃于2019年啟動有限范圍的5G服務，2020年全面推出5G服務，以支持即將到來的東京奧運會和殘奧會。
2019年4月，日本總務省交付開設5G基站的認定書，把5G信號頻段分配給4家公司。
二 5G技術優勢
1．改變社會，實現萬物互聯
作為全面構筑經濟社會數字化轉型的關鍵基礎設施，5G將推動傳統行業轉型、數字經濟創新，萬物互聯的新紀元即將到來。
5G將實現隨時隨地的人與人、人與世界、物與物的連接，形成萬物互聯的有機整體，極大地改善人們的生活質量，提高社會的運作效率。
5G的場景設計針對性很強，對于汽車行業提出了誘人的自動駕駛、車聯網的支持；對于醫療行業，給出了遠程醫療、隨身醫療的設想；對于游戲行業，給出了AR/VR的支持；對于家庭生活，提出了智能家居的支持；對于工業，更是提出了我們可以通過超低的時延，超可靠的網絡，去支持工業4.0的革命。在5G網絡中，虛擬現實、增強現實、8K高清視頻，以及無人駕駛、智能教育、遠程醫療、智能加固等，將真正走向成熟應用，為我們社會帶來全新智能化的改變。
2．5G技術滿足工業互聯網發展需求
在5G環境下，對于工業控制、工業互聯網也得到極大提升支持。自動化控制是制造中最基礎的應用，核心是閉環控制系統。在該系統的控制周期內每個傳感器進行連續測量，周期低至ms級別，所以系統通信的時延需要達到ms級別甚至更低才能保證實現精確控制，同時對可靠性也有極高的要求。
5G可提供極低時延、高可靠、海量連接的網絡，使得閉環控制應用通過無線網絡連接成為可能。
3．5G技術極大擴展云端智能機器人的能力和服務范圍
在智能制造生產場景中，需要機器人有自組織和協同的能力來滿足柔性生產，這就帶來了機器人對云化的需求。云化機器人需要通過網絡連接到云端的控制中心，基于超高計算能力的平臺，通過大數據和人工智能對生產制造過程進行實時運算控制。通過云化機器人將大量運算功能和數據存儲功能移到云端，這將大大降低機器人本身的硬件成本和功耗。但機器人云化的過程中，需要無線通信網絡具備低時延和高可靠的特征。
5G網絡是云化機器人理想的通信網絡，是使用云化機器人的關鍵。5G切片網絡能夠為云化機器人應用提供端到端定制化的網絡支撐。5G網絡可以達到低至1ms的端到端通信時延，并且支持99.999%的連接可靠性，網絡能力能夠滿足云化機器人對時延和可靠性的要求。
三 5G技術對網絡空間安全的挑戰
1．5G技術在安全性上的進步
（1）設計了用戶唯一標識以保護用戶隱私數據
5G設計了終端用戶永久表示符，以確定用戶的真實身份，并保護該用戶在網絡上傳輸的數據。
（2）引入公私鑰體系加密體系保護用戶數據
通過公私鑰體系加密用戶在網絡上傳播的數據。公鑰是公開的，放在用戶終端，用來加密數據；私鑰是保密的，放在營運商手中，用來解密。如此一來，攻擊者即使嗅探或者劫持了用戶的信息，沒有私鑰，也無法解密出用戶的數據。
（3）用戶面數據完整性保護
5G提供了按需使用的空口和用戶到核心網之間的用戶面加密和完整性保護。在4G以及之前的系統中沒有啟用這一特性，因為會增加數據處理壓力，增大數據處理和傳輸時延。
（4）終端和網絡的雙向認證
5G提供了雙向認證能力，使終端和網絡都能確認對方身份的合法性。從用戶面來說，避免了惡意和非法用戶接入網絡；從網絡面來說，避免了攻擊者偽造通信基站和熱點進行欺詐用戶的行為。
（5）為終端提供端到端的安全隔離通道
這個通道保障即使某一終端被攻擊變成傀儡機，也很難在網絡中復制和擴散攻擊行為，比如傳播惡意程序等，遏制惡意程序在網絡中廣泛傳播造成的破壞。
與此同時，5G技術是一把雙刃劍，在方便人們生活、變革思維模式及推動社會進步的同時，5G時代的到來也被網絡空間安全帶來諸多挑戰。
首先，5G技術引發的萬物互聯使可接入終端的數量達到數百億甚至上千億之多，這將極大提高網絡防御的難度，并使排查網絡入侵的源頭變得十分困難，從而給網絡空間安全構成極大威脅。此外，網絡空間一旦遭受非法惡意入侵，將會產生牽一發而動全身的多米諾骨牌效應，從而導致更為巨大的財產損失和安全威脅。
其次，5G技術的推廣和落地將為恐怖主義組織提供新的技術支持，降低極端分子發動恐怖襲擊的難度、加大恐怖襲擊帶來的危害程度，并為網絡恐怖主義提供新的土壤。在5G時代，網絡將不僅成為恐怖分子傳播極端思想、招募組織成員、募集財政收入的工具，并可能成為其發動恐怖襲擊的載體。
再次，激化大國在網絡空間領域的競賽。5G引發的技術進步和信息革命將加大大國之間的不安全感，加深安全困境，導致大國在網絡空間領域的軍備競賽。目前，一些國家已經將5G技術運用到軍事研究中去，并可能在不遠的將來實現成果落地和轉化。
最后，5G將可能拓展網絡空間的新戰場。現代戰爭早已突破陸、海、空傳統戰爭空間，網絡空間越發受到各國政府的重視。5G技術帶來的萬物互聯和一體化融合技術將極大地提升作戰武器的效能和戰場的智能化程度，從而變革網絡空間的競爭模式，進而拓展網絡空間的新戰場。
四 5G安全對策建議
針對5G可能面臨的安全問題，需采取必要措施進行應對，建議從以下方面展開。
第一，強化等級保護，對影響國計民生的關鍵基礎設施，加強安全等級保護要求。第二，增強全網安全態勢感知和協同防護能力。5G網絡將承載眾多垂直行業應用，建議加強包括各垂直行業應用在內的全網安全態勢感知和協同防護能力。第三，加強打擊網絡犯罪行為。5G時代，網絡安全的危害程度加劇，建議加強對網絡犯罪行為的取證和打擊力度。第四，核心技術自主研發與掌控。5G網絡虛擬化和IT化，大量采用云化技術，需進一步加強云化技術、通用服務器、基礎軟件、芯片等核心技術和產品的研發與掌控。第五，建立自動化監測為主、傳統手段結合的應急機制。將基于5G的公共安全監測、應急通信等服務應用于相關領域的同時，加強監測設備和系統的安全檢測、安全防護能力，并將自動化監測、控制機制與傳統檢測、控制手段有效結合，在自動化能力失效時提供應急處理機制。
五 小 結
面對國際格局的深刻變化，依托5G先導優勢加速實現我國經濟社會數字化轉型，進而提升我國在5G領域的綜合實力，我們需緊抓5G發展窗口做好下一步工作：加強宣傳，營造良好的社會基礎和輿論環境；加強網絡安全監管，提前做好應對5G新業務、新架構、新技術的安全和用戶隱私保護方面新的挑戰；強化國際合作共贏，以機制性對話增信釋疑，同時對接一帶一路國家戰略，加強與沿線國家雙邊、多邊以及國際的頻率協調，推動國內企業5G技術、產品、應用與服務走出去；面向5G新業務、新應用和新商業模式的培育和孵化，廣泛開展傳統通信行業和垂直行業間的跨行業協同創新，面向未來應用場景，加速新應用的成熟。此外，還要推動傳統通信行業與垂直行業的融合，鼓勵營運商積極探索新業務、新應用和新商業模式。
