**5G (NR)-Systeme und Netzwerke**
Die 5G-Technologie verfügt über eine flexiblere und modularere Architektur als frühere Generationen von Mobilfunknetzen und ermöglicht so eine stärkere Anpassung und Optimierung von Netzwerkdiensten und -funktionen. 5G-Systeme bestehen aus drei Schlüsselkomponenten: dem **RAN** (Radio Access Network), dem **CN** (Core Network) und Edge Networks.
- Das **RAN** verbindet mobile Geräte (UEs) über verschiedene drahtlose Technologien wie mmWave, Massive MIMO und Beamforming mit dem Kernnetzwerk.
- Das **Core Network (CN)** bietet wichtige Kontroll- und Verwaltungsfunktionen wie Authentifizierung, Mobilität und Routing.
- **Edge-Netzwerke** ermöglichen die Platzierung von Netzwerkressourcen näher an Benutzern und Geräten und ermöglichen so Dienste mit geringer Latenz und hoher Bandbreite wie Cloud Computing, KI und IoT.
5G (NR)-Systeme haben zwei Architekturen: **NSA** (Non-Standalone) und **SA** (Standalone):
- **NSA** nutzt die bestehende 4G-LTE-Infrastruktur (eNB und EPC) sowie neue 5G-Knoten (gNB) und nutzt das 4G-Kernnetzwerk für Kontrollfunktionen. Dies ermöglicht eine schnellere 5G-Einführung, die auf bestehenden Netzwerken aufbaut.
- **SA** verfügt über eine reine 5G-Struktur mit brandneuen 5G-Kernnetzwerken und Basisstationsstandorten (gNB), die vollständige 5G-Funktionen wie geringere Latenz und Network Slicing bieten. Die Hauptunterschiede zwischen NSA und SA liegen in der Abhängigkeit vom Kernnetzwerk und dem Entwicklungspfad – NSA ist eine Basis für die fortschrittlichere, eigenständige SA-Architektur.
**Sicherheitsbedrohungen und Herausforderungen**
Aufgrund der zunehmenden Komplexität, Vielfalt und Interkonnektivität bringen 5G-Technologien neue Sicherheitsbedrohungen und Herausforderungen für drahtlose Netzwerke mit sich. Beispielsweise könnten mehr Netzwerkelemente, Schnittstellen und Protokolle von böswilligen Akteuren wie Hackern oder Cyberkriminellen ausgenutzt werden. Solche Parteien versuchen häufig, immer größere Mengen persönlicher und sensibler Daten von Benutzern und Geräten für legitime oder unrechtmäßige Zwecke zu sammeln und zu verarbeiten. Darüber hinaus arbeiten 5G-Netzwerke in einem dynamischeren Umfeld, was möglicherweise zu Regulierungs- und Compliance-Problemen für Mobilfunkbetreiber, Dienstanbieter und Benutzer führt, da sie sich an unterschiedliche Datenschutzgesetze in den einzelnen Ländern und branchenspezifische Netzwerksicherheitsstandards halten müssen.
**Lösungen und Gegenmaßnahmen**
5G bietet mehr Sicherheit und Datenschutz durch neue Lösungen wie stärkere Verschlüsselung und Authentifizierung, Edge Computing und Blockchain, KI und maschinelles Lernen. 5G verwendet einen neuartigen Verschlüsselungsalgorithmus namens **5G AKA**, der auf der Elliptischen-Kurven-Kryptographie basiert und überlegene Sicherheitsgarantien bietet. Darüber hinaus nutzt 5G ein neues Authentifizierungs-Framework 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 Hauptbücher, in denen Netzwerktransaktionsereignisse aufgezeichnet und validiert werden. KI und maschinelles Lernen analysieren und prognostizieren Netzwerkmuster und -anomalien, um Angriffe/Ereignisse zu erkennen und Netzwerkdaten und -identitäten zu generieren/zu schützen.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 16. Januar 2024