NGN">NGN是一個(gè)統(tǒng)一的、多業(yè)務(wù)的、以數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為中心的、在開放的業(yè)務(wù)平臺(tái)上提供不同服務(wù)質(zhì)量業(yè)務(wù)的下一代網(wǎng)絡(luò)。它是當(dāng)前業(yè)界廣泛討論的熱點(diǎn)與焦點(diǎn)，其中主要討論的問題有網(wǎng)絡(luò)安全、服務(wù)質(zhì)量、商業(yè)模式等。

其中網(wǎng)絡(luò)安全和服務(wù)質(zhì)量，是開展一個(gè)可持續(xù)盈利的商業(yè)模式必須要解決的基礎(chǔ)性問題，也是NGN的承載網(wǎng)——IP網(wǎng)絡(luò)必須解決的最關(guān)鍵的兩個(gè)問題。本文僅對(duì)NGN安全性作一些討論。

 
NGN安全問題來源

在TDM網(wǎng)絡(luò)中，整個(gè)通信系統(tǒng)不管是接入、傳輸、交換還是控制，其各部分通信設(shè)備的部署和各種協(xié)議的運(yùn)行都是安全的。如果想入侵TDM通信系統(tǒng)，要么進(jìn)入保護(hù)嚴(yán)密的通信機(jī)房，要么挖出地下的通信電纜。而在以IP為基礎(chǔ)的NGN網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)之間的連接可以有很多不同的方法。比如，一個(gè)連接Modem的PC，不但能接入整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)傳輸，而且能通過遠(yuǎn)程登錄機(jī)制，控制遠(yuǎn)端的某個(gè)系統(tǒng)設(shè)備。

NGN為了提高業(yè)務(wù)的擴(kuò)展性以及IP網(wǎng)絡(luò)端到端的各個(gè)設(shè)備之間的互操作性，提出了一個(gè)非常開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，允許不同的網(wǎng)絡(luò)、不同的設(shè)備接入電信NGN網(wǎng)絡(luò)，這種開放性使得網(wǎng)絡(luò)極易受到安全威脅。

在網(wǎng)絡(luò)分布中，不管是接入網(wǎng)中的用戶（PC或其他終端），還是與NGN連接的Internet/Intranet，或是其他的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，都有可能對(duì)于某個(gè)運(yùn)營商的NGN核心網(wǎng)絡(luò)造成安全威脅。

NGN安全威脅的分類

目前，大部分的NGN網(wǎng)絡(luò)都是基于IP進(jìn)行通信的，因此，根據(jù)IP協(xié)議層次的不同，NGN安全威脅可以分為來自底層協(xié)議的攻擊和來自高層協(xié)議的攻擊。

底層協(xié)議攻擊

底層協(xié)議攻擊主要是指第一層到第四層的網(wǎng)絡(luò)攻擊，比如，針對(duì)TCP、UDP或SCTP協(xié)議的攻擊。來自底層協(xié)議的攻擊是非常普遍的，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中的大量設(shè)備會(huì)產(chǎn)生相同的影響，所以，對(duì)這些攻擊的防范是與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)的，且與上面運(yùn)行什么協(xié)議無關(guān)。

高層協(xié)議攻擊

高層協(xié)議攻擊主要是針對(duì)NGN協(xié)議的攻擊，比如SIP、H.323、MEGACO、COPS等協(xié)議。由于來自高層協(xié)議的攻擊一般都是針對(duì)特定目標(biāo)協(xié)議的，因此一般的防護(hù)方法是，或針對(duì)特定的協(xié)議，或使用安全的隧道機(jī)制。

另外，NGN中還存在一些其他的常見攻擊種類。

拒絕服務(wù)攻擊

拒絕服務(wù)攻擊的目的是，讓正常用戶無法使用某種服務(wù)，比如，讓系統(tǒng)設(shè)備無法工作或者是讓系統(tǒng)的資源不足。這種攻擊采用的方法有很多，比如：發(fā)送大量的數(shù)據(jù)包給特定的系統(tǒng)或設(shè)備，讓設(shè)備無法接收正常的數(shù)據(jù)包，或使系統(tǒng)忙于處理這些無用的數(shù)據(jù)包；利用系統(tǒng)的弱點(diǎn)入侵，讓系統(tǒng)無法正常工作或開機(jī)。另外還有：發(fā)送大量的偽造請(qǐng)求給某個(gè)設(shè)備；TCP數(shù)據(jù)洪流，即發(fā)送大量的帶有不同TCP標(biāo)記的數(shù)據(jù)包，比較常用的有SYN、ACK或RST的TCP數(shù)據(jù)包；ICMP洪流，即發(fā)送大量的ICMP請(qǐng)求/回應(yīng)（ping洪流）數(shù)據(jù)包給特定IP地址的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；發(fā)送大量的大數(shù)據(jù)包的Ping數(shù)據(jù)流給特定IP地址的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；UDP洪流，即發(fā)送大量的數(shù)據(jù)包給特定IP地址的設(shè)備；呼叫建立洪流，即在使用SIP協(xié)議時(shí)，發(fā)送大量的INVITE/BYTE呼叫建立請(qǐng)求等數(shù)據(jù)包給特定的設(shè)備，或者發(fā)送大量的其他協(xié)議的呼叫建立請(qǐng)求；非法的通信結(jié)束請(qǐng)求，使得正常用戶的呼叫中斷；注冊(cè)洪流，即發(fā)送大量的注冊(cè)請(qǐng)求給一個(gè)特定的設(shè)備，使得正常的用戶注冊(cè)服務(wù)無法進(jìn)行；從物理上斷開網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（當(dāng)然，由于大量設(shè)備都在比較安全的機(jī)房里，所以這點(diǎn)相對(duì)比較難做到）。

偷聽

這類攻擊的目的主要是想非法獲取一些信息或者資源，比如機(jī)密的數(shù)據(jù)。

偷聽攻擊的種類主要有：偷聽通信的數(shù)據(jù)內(nèi)容；偷聽網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的ID（用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間通信前的身份驗(yàn)證）；使用特定的消息比如OPTIONS或Audit請(qǐng)求，獲取SIP代理/服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)以及軟交換的信息等。

偽裝

入侵者使用偷聽的信息來偽裝一個(gè)合法的請(qǐng)求，比如，他可以先截取用戶名和密碼，然后修改其信息，非法訪問某個(gè)網(wǎng)絡(luò)或者設(shè)備。在合法用戶和某個(gè)設(shè)備建立連接以后，入侵者還可以使用偽裝的方法使用這種現(xiàn)成的連接進(jìn)行其他類型的攻擊，比如拒絕服務(wù)攻擊。下面是一些偽裝的例子：在注冊(cè)過程中偽裝成一個(gè)合法用戶來截取所有用戶的通信；在驗(yàn)證過程中偽裝成一個(gè)合法用戶，把所有的通信費(fèi)都算在其他合法用戶賬戶上；在用戶驗(yàn)證過程中偽裝成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，來獲取這個(gè)用戶的賬戶信息；在呼叫建立過程中偽裝成合法用戶，使得呼叫費(fèi)用記在那個(gè)合法用戶賬戶上；在呼叫建立過程中偽裝成被叫，使通信費(fèi)用發(fā)生在通信的另一端。另外還有通過MAC地址和IP地址的偽裝攻擊。

修改信息

修改信息的入侵者經(jīng)過某種特定的操作，使數(shù)據(jù)被破壞或者變成毫無用處。一般來說，這種修改是其他攻擊的開始，比如拒絕服務(wù)攻擊、偽裝或者欺詐攻擊。被修改的信息可以有很多個(gè)方面，比如，用戶的通信內(nèi)容、終端ID、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備ID、呼叫建立信息、路由信息、用戶驗(yàn)證信息、服務(wù)驗(yàn)證信息、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的驗(yàn)證信息以及用戶注冊(cè)時(shí)的交互信息等，都可能被修改。

提高NGN安全的方法

提高NGN網(wǎng)絡(luò)的安全性，可以從兩個(gè)方面入手：一是從網(wǎng)絡(luò)部署方面入手，比如，使用防火墻等設(shè)備，使得非法用戶無法進(jìn)入合法的網(wǎng)絡(luò)；二是使用安全的傳輸機(jī)制。

網(wǎng)絡(luò)部署

要保證NGN網(wǎng)絡(luò)的安全，首先要保證網(wǎng)絡(luò)中核心設(shè)備的安全，包括信令網(wǎng)關(guān)、媒體網(wǎng)關(guān)、媒體服務(wù)器、軟交換和網(wǎng)管等設(shè)備。由于這些網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備置于開放的IP網(wǎng)絡(luò)中，因此，其安全性很難保證。當(dāng)然，可以讓它們做到本身具備很好的防攻擊能力，但設(shè)備成本會(huì)非常大。

如圖2所示，NGN定義了各種邊緣，并保證通過這些邊緣進(jìn)入核心網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)都是安全的，以此達(dá)到NGN核心網(wǎng)絡(luò)安全的目的。圖2的NGN核心網(wǎng)絡(luò)的邊緣分為三類：一是邊緣A，NGN網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)（任何寬帶接入、企業(yè)網(wǎng)、Internet等）的交界處，NGN網(wǎng)絡(luò)通過這個(gè)邊緣向所轄范圍內(nèi)的用戶提供業(yè)務(wù)；二是邊緣B，NGN網(wǎng)絡(luò)之間的交界處，圖中的其他NGN網(wǎng)絡(luò)可以是另一管理域或另一運(yùn)營商的NGN網(wǎng)絡(luò)；三是邊緣C，NGN網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)的交界處。

邊緣C通常由信令網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)、綜合接入網(wǎng)關(guān)以及對(duì)這些媒體網(wǎng)關(guān)的控制組成，普遍認(rèn)為它是一個(gè)可以信賴的邊界。但對(duì)于邊緣A和邊緣B，由于它們完全基于開放的IP數(shù)據(jù)技術(shù)，所以不值得完全信賴，對(duì)其用戶的接入和業(yè)務(wù)訪問，必須加以控制和管理，一旦允許用戶接入，就應(yīng)為其提供服務(wù)質(zhì)量保證。所以，在邊緣A和邊緣B，可以設(shè)置一個(gè)邊緣接入控制器（BoardAccessController），提供防火墻和其他業(yè)務(wù)的保護(hù)功能，包括驗(yàn)證接入設(shè)備的合法性，避免非法用戶的接入；屏蔽網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；地址轉(zhuǎn)換（NAT）和業(yè)務(wù)穿透；網(wǎng)絡(luò)資源的分配和確保；防范來自底層和高層的拒絕服務(wù)攻擊等。

安全傳輸

數(shù)據(jù)的安全是指保證用戶通信數(shù)據(jù)的完整性（不被修改）和安全性（不被偷聽）。

數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩∟GN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如軟交換和媒體網(wǎng)關(guān)）與終端之間傳輸協(xié)議的安全、用戶之間媒體信息傳輸?shù)陌踩⒂脩羲接行畔ⅲㄓ脩裘⒚艽a等）的安全等。要保證這些信息不為非法用戶竊取和修改，可以要求所有的用戶控制信息和媒體信息都要經(jīng)過邊緣接入控制器，這樣可以保證所有的NGN通信都會(huì)經(jīng)過NGN網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。

另外，還可以通過采用一些安全機(jī)制，讓開放的IP網(wǎng)絡(luò)具有類似TDM的安全性。其中的一種方式就是虛擬通道。目前比較成熟也比較通用的技術(shù)是，采用MPLSVPN技術(shù)構(gòu)建相對(duì)獨(dú)立的VPN網(wǎng)絡(luò)。這種方法可以在NGN的核心網(wǎng)絡(luò)使用，將整個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)分成幾個(gè)不同的隔離空間：公共網(wǎng)絡(luò)、ISP、ASP、用戶網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)子網(wǎng)等，使得非MPLSVPN內(nèi)的用戶無法訪問到NGN網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，從而保證NGN網(wǎng)絡(luò)的安全。

NGN網(wǎng)絡(luò)和用戶終端的信息包括控制信息和媒體信息。控制信息涉及的協(xié)議有H.248、MGCP、SIP和H.323。為了防止未授權(quán)的實(shí)體利用這些協(xié)議建立非法呼叫或干涉合法呼叫，需要對(duì)這些協(xié)議的傳輸建立安全機(jī)制。目前在IP網(wǎng)絡(luò)中廣泛推薦的是IPSec，用它對(duì)協(xié)議的傳輸提供安全保護(hù)。但是由于該機(jī)制所涉及到的一系列協(xié)議比較復(fù)雜，增加了各通信設(shè)備的負(fù)荷，所以目前并沒有大量使用。用戶之間的媒體信息防竊聽，可以采用對(duì)RTP包進(jìn)行加密的方法，這種方法需要在呼叫建立過程中向終端傳送密鑰信息。

還有一種信息是關(guān)于用戶的驗(yàn)證信息，包括用戶名、密碼、賬號(hào)等，這是非法用戶經(jīng)常偷聽的信息，一定要保證這種信息的安全性和完整性。這種信息通常比較短，因此，常用的加密算法是MD5。

通信安全越來越重要，不但影響公眾生活，還直接影響國家利益和國家安全。因此NGN安全是所有人所希望的。NGN安全研究涉及廣泛，包括法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理措施、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、設(shè)備可靠性、業(yè)務(wù)特性、商業(yè)模式、纜線埋放、加密強(qiáng)度、加密算法、有害信息定義等大量領(lǐng)域。因此，NGN的安全研究應(yīng)作為基礎(chǔ)研究，需要長期努力。