**5G (NR) Systeme und Netze**
Die 5G-Technologie zeichnet sich durch eine flexiblere und modularere Architektur als frühere Mobilfunkgenerationen aus und ermöglicht so eine stärkere Anpassung und Optimierung der Netzwerkdienste und -funktionen. 5G-Systeme bestehen aus drei Hauptkomponenten: dem **RAN** (Radio Access Network), dem **CN** (Core Network) und den Edge-Netzwerken.
- Das **RAN** verbindet mobile Endgeräte (UEs) über verschiedene drahtlose Technologien wie mmWave, Massive MIMO und Beamforming mit dem Kernnetz.
- Das **Kernnetz (CN)** bietet wichtige Steuerungs- und Verwaltungsfunktionen wie Authentifizierung, Mobilität und Routing.
- **Edge-Netzwerke** ermöglichen es, Netzwerkressourcen näher an Benutzer und Geräte zu bringen und so Dienste mit geringer Latenz und hoher Bandbreite wie Cloud Computing, KI und IoT zu ermöglichen.
5G (NR)-Systeme verfügen über zwei Architekturen: **NSA** (Non-Standalone) und **SA** (Standalone):
**NSA** nutzt die bestehende 4G-LTE-Infrastruktur (eNB und EPC) sowie neue 5G-Knoten (gNB) und verwendet das 4G-Kernnetz für Steuerungsfunktionen. Dies ermöglicht einen schnelleren 5G-Ausbau auf Basis bestehender Netze.
**SA** verfügt über eine reine 5G-Struktur mit einem brandneuen 5G-Kernnetz und Basisstationen (gNB), die umfassende 5G-Funktionen wie geringere Latenz und Network Slicing bieten. Die Hauptunterschiede zwischen NSA und SA liegen in der Abhängigkeit vom Kernnetz und im Entwicklungspfad – NSA bildet die Basis für die fortschrittlichere, eigenständige SA-Architektur.
**Sicherheitsbedrohungen und Herausforderungen**
Aufgrund der zunehmenden Komplexität, Vielfalt und Vernetzung bringen 5G-Technologien neue Sicherheitsbedrohungen und Herausforderungen für drahtlose Netzwerke mit sich. Beispielsweise könnten mehr Netzwerkelemente, Schnittstellen und Protokolle von Angreifern wie Hackern oder Cyberkriminellen ausgenutzt werden. Diese versuchen häufig, immer größere Mengen an personenbezogenen und sensiblen Daten von Nutzern und Geräten für legitime oder unrechtmäßige Zwecke zu sammeln und zu verarbeiten. Darüber hinaus operieren 5G-Netze in einem dynamischeren Umfeld, was potenziell regulatorische und Compliance-Probleme für Mobilfunkbetreiber, Dienstanbieter und Nutzer mit sich bringt, da diese die unterschiedlichen Datenschutzgesetze der verschiedenen Länder und branchenspezifischen Netzwerksicherheitsstandards einhalten müssen.
**Lösungen und Gegenmaßnahmen**
5G bietet verbesserte Sicherheit und Privatsphäre durch neue Lösungen wie stärkere Verschlüsselung und Authentifizierung, Edge Computing, Blockchain, KI und maschinelles Lernen. 5G nutzt einen neuartigen Verschlüsselungsalgorithmus namens **5G AKA**, der auf elliptischer Kurvenkryptographie basiert und so höchste Sicherheitsstandards gewährleistet. Zusätzlich verwendet 5G ein neues Authentifizierungsframework namens **5G SEAF**, das auf Network Slicing basiert. Edge Computing ermöglicht die Verarbeitung und Speicherung von Daten am Netzwerkrand und reduziert so Latenz, Bandbreite und Energieverbrauch. Blockchains erstellen und verwalten verteilte, dezentrale Register, die Netzwerktransaktionen aufzeichnen und validieren. KI und maschinelles Lernen analysieren und prognostizieren Netzwerkmuster und -anomalien, um Angriffe und Ereignisse zu erkennen und Netzwerkdaten sowie Identitäten zu generieren und zu schützen.
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Veröffentlichungsdatum: 16. Januar 2024