企业光无线通信如何防范网络攻击

本文发表于安全Infowatchcom并经允许在此发表。

你将学习:

• 5G频谱和安全问题。
• 转向光无线通信技术作为安全解决方案。
  

尽管一些人乐观地预测，20年代的几十年将见证历史重演，但现在判断企业和经济是否会从全球流行病和大规模网络安全漏洞的边缘复苏还为时过早。特别是随着员工和通信能力越来越不受固定位置的限制，全球各地的企业都在寻求解决方案，通过部署专用4G和5G网络来增强弹性、加强安全性、提高速度和带宽。

与由第三方托管的公共网络不同，私人蜂窝网络是本地的。它不会与第三方共享资源，并且只允许访问组织授权的设备和用户。允许企业确定规模加上利用技术和推出步伐，这些私人网络随着采用率的增加，已被广泛的组织部署，以解决特定的挑战和探索新的机会。

随着5G变得越来越普遍，漏洞也会越来越多。德国罗德与施瓦茨例如，该公司在其位于德国泰斯纳赫(Teisnach)的工厂安装了一个私人5G网络，以测试新的工业应用，并揭示如何为智能工厂优化5G。同样,比利时的泽布吕日港部署了专用5G网络，在多个基于端口的应用程序中实时跟踪、分析和管理连接设备，如自动驾驶汽车、增强现实和无人机。

5 g频谱

在配置专用5G网络时，典型的频谱来自三个主要范围:

• 1 GHz以下的低频频段
• 核心的中频频段在3.3 GHz ~ 3.8 GHz范围内
• 高频毫米波频段在26 GHz、28 GHz和40 GHz范围内

企业有三种选择:由购买公民宽带无线服务(CBRS)的众多组织之一拥有的许可频谱，联邦通信委员会(FCC)拍卖中的优先接入许可证(PALs)，或未经许可的频段频谱，如CBRS频段的一般授权接入层(GAA)。

虽然每种频谱都有特定的优势，但它们也有固有的风险，因为它们是容易被侵入的射频(RF)信号。随着5G变得越来越普遍，漏洞也会越来越多。这主要是因为5G严重依赖射频，以及应用编程接口(api)和其他支持业务功能。

这些api将企业暴露在支持api的黑客面前，比如用于攻击SolarWinds的黑客。仅这次网络攻击的清理费用就可能超过1000亿美元在未来的几个月里，这对经济稳定和国家安全都至关重要。除了数千家财富500强公司外，太阳风公司的黑客攻击还影响了美国商务部、财政部、国土安全部和司法部。

无可争议的是，目前的安全措施是不够的。与此同时，对我们国家的威胁延伸到重要领域，如公用事业、食品、水、石油和天然气。殖民管道可能只是未来的第一步，这就是为什么国民警卫队模拟正在为政府机构和企业做准备。

光学无线通信

由于迫切需要解决安全性问题，并满足延迟、带宽、许可和成本，公司已经探索了各种选择，包括光无线通信(OWC)。几十年来，美国国家航空航天局(NASA)一直在使用一种免费的无线技术激光通信中继演示和猎户座探测任务2光通信程序;该过程使用低功率、对眼睛安全的太赫兹光谱红外激光器。最终，这种OWC技术通过从一个望远镜连接到另一个或点对点的光束提供了快速的数据传输。

几十年来，许多军事应用都依赖OWC在未知和敌对地形上进行安全通信。多年来，OWC受益于激光、放大器和探测器的改进，以及来自美国、日本和欧洲更传统的国防和航空航天公司的商业投资。

的确，尽管OWC，也被称为自由空间光通信，在商业空间中仍然是相对较新的，但它比RF提供了显著的好处。除了以超快的速度(每个用户20到50 Gb)传输大量数据外，owc还提供了内置的安全性。激光具有极强的方向性和更精确的性质，允许非常低的光束发散——与传统的射频通信相比，数据截获的机会非常低，传统的射频通信将信号广播到一个大的领域。

当与无线电光子相比，OWC激光束的单个光子有更多的能量，并且如此紧密地聚焦，它们需要比传统射频更少的功率来传输信号，但提供显著更高的吞吐量。低功率传输使OWC信号在潜在的检测威胁中保持“不可见”，从而增加了确保无线传输安全的信心。

OWC还提供偏振、波分复用(WDM)和正交幅度调制(QAM)等方式的数据编码。在某些系统中，如多媒体同轴电缆联盟(MoCA)，出射光束为右圆偏振(RHCP)，入射光束为左圆偏振(LHCP)。这允许数据的完全双向传输。然而，适应这种架构也可以使更高的数据吞吐量(两倍的数据速率)或信息编码(即安全密钥)进入光束之间的关系，以确保传输流不被破坏。

特别是，外部环境已经表明OWC在安全数据传输方面是多么有效，这就是为什么Starlink使用激光交联在卫星之间传输通信。现在,研究正在探索室内OWC系统的有效性。采用的障碍无疑包括成本，但有预测称，网络犯罪将导致数万亿美元的损失，现在就花时间和投资全面探索这一替代方案可能是值得的。