6G数字孪生网络安全技术白皮书1.0

目录数字孪生概述 1数孪生络的展 1数孪生网络全的动作用 2数字孪生赋能6G安全 46G网安全战 4基数字生的6G安典型景 6安全推演评估 6差异化安全能力交付 7主机威胁防护 8异常流量访问控制 9安全态势感知 10数字孪生网络安全框架 1设原则 1总框架 1物网络层 2南向接口 2网安全字孪层 2安全数据处理 2孪生安全模型 3安全编排 3网安全用层 4数字孪生网络安全关键技术 5数安全集技术 5网威胁字建模技术 6面安全可编协栈技术 6网攻防识图构建术 7安策略证与化技术 7安态势现技术 9网数字生安保障术 9数据安全 9模型安全 10指令安全 10总结与展望 11缩略语 12参编单位及人员 13数字孪生概述数字孪生网络的发展M.Grieves2023ITU20306G世界和虚拟世界的实时同步。助力网络实现极简化和智慧化运维。环”对网络应用的控制、反馈和优化。图1数字孪生网络“三层三域双闭环”架构数字孪生对网络安全的推动作用数往知来、虚实结合、由点及面的特征。数往知来的安全趋势，从时间维度提升网络安全分析的确定性。据分析和仿真推演等方式可以进行安全风险研判和趋势预测。出网络下一时刻的安全决策和安全规划。虚实结合升网络安全分析的确定性。充分更准确地实现对攻击效果的预测和安全策略的验证。由点及面由点及面是指基于数字孪生可以根据需求进行单点网络风险观测或者全面100%观测多个攻击对指定网元/网络的叠加影响。也可构建复杂、大型推演场景，对DDoS攻击、漏洞与病毒等在大型网络环境下的破坏力、传播力等进行推演6G安全6G网络安全挑战2G5G移动通信网络安全不断进化，支持更全面的数据安全和隐X.805手段，缺乏对网络攻击的主动防御能力。6G5G三大典型场景基础上继续深化和6G新场景、新架构、新技术也带来新的安全挑战：安全风险难识别。6G网络将会引入人工智能、云计算、区块链等新技术，新技术引入提升网络性能的同时也带来了更多未知的安全风险。6G务化会使网络功能逐渐解耦，网络攻击路径也会呈指数级增加，6G6G网络潜在的泛在攻击与不确定性安全隐患。安全需求难统一。6G网络将实现真正的万物互联，支持如卫星网络、行业XR通感一体、智慧内生等新业务不断涌现。不同的网络、业务对安全的需求不同，6G网络需要具备自主适应、智能协同及可扩展的安全能力，保证安全架构的健壮性和灵活性。安全效果难评估。6G网络架构部署将继续向异构组网和分布式网络方向演网络需要对安全效果做明6G安全的自免疫。6G1.26G6G6G6G6G6G网络安全典型场景。6G安全典型场景安全推演评估6G支持多种异构网络及丰富的业务应用，安全事件的影响将更为复杂，需6G图2基于数字孪生的网络安全推演评估示意图差异化安全能力交付6G与垂直行业深度融合，将通过差异化网络支持丰富的业务场景和客户需（如安全能力组合或安全意图解析结果图3基于数字孪生的差异化安全能力交付示意图主机威胁防护6GIOC识别，可以快速模拟主机的运行时上下文，对用户行为、文件操作、进生安全防护及检测能力下沉到操作系统内核中。断拦截及告警。图4基于数字孪生的主机威胁防护示意图异常流量访问控制6GVMVMVM上报的异常流量及相关日志，形成安全策略。VM步调整安全策略。图5基于数字孪生的异常流量访问控制示意图安全态势感知6G6G网络的稳APT攻击的前期迹象，比如检测到长时间的低频率扫描活动可能预示着APTAPT图6基于数字孪生的动态安全态势感知数字孪生网络安全框架设计原则总体框架及网络安全应用层，框架图及模块功能基本描述如下所述。图7数字孪生网络安全框架物理网络层南北向接口放和指令下发等接口功能。网络安全数字孪生层络安全应用。该层包括安全数据处理、孪生安全模型、安全编排等模块。安全数据处理括：DTN6G访问和传输其数字孪生体和各种安全模型。安全场景，提供多样性更好的训练数据，如漏洞分布或入侵行为等。术对数据进行高效存储。数据服务：批量服务、统一接口等。孪生安全模型孪生安全模型负责（网络安全）数字孪生体和安全能力模型的映射与建模。（网络安全数字孪生体力的操作、接口数据包捕获和修改等。安全能力模型基于数字孪生提供网络安全应用的能力也可以越来越强。安全编排网络安全应用层数字孪生网络安全关键技术数据安全采集技术资产安全（如登录、进程行为、文件行为等）、主机日志信息(如攻击监控日志、恶意代码监控日志、威胁情报监控日志等）等；2）流量安全信息，如流量基本信息、攻击流量信息、网络攻击恶意代码样本信息等；3）来自网络外部的数据包括：威胁情标签技术等。探针技术：基于网络侧镜像分光和主机层基于内核沙箱的探针技术，无DPI采集技术MANO、SDN-CVswitch等接口支持的数据采集，可以使数据孪生对移动通讯网络做更精确的模拟。化数据做结构化处理和ETL入库等操作，包含对数据的关联回填、数孪生可以摒弃网络杂包和错包，实现网络安全数字孪生的轻量化。标签技术：将探针收集到的网络实时数据按照协议层和功能加以标记、TCP请求、TLS请求、HTTPGetDDoS体现数字孪生的价值。任凭据发生变化时，利用实时数据可以快速感知并处置。网络威胁数字化建模技术6G网络的安全问题，并基于模型的编排、关联、分析来解决安全问题。现其表征。MOF建模方法提供了一套灵活且可扩展的框架，其核心目标是建立一个支持任意类型元数据的结构体系，并允许根据需要扩展新的元数据类型。MOFISO用，确保了模型的科学性与适用性。6G6G面向安全的可编程协议栈技术构建多种网络安全场景，模拟多种攻击和异常流程。伪造会话等。网络攻防知识图谱构建技术6G的低延迟和高实时特性对安全威胁的快速分析、预测和响应提出了更高安全策略验证与优化技术下，通过不断迭代测试和反馈循环，逐步提升安全防护的全面性和有效性。6G接着，通过集成自动化渗透测试工具（Metasploit、ZAP等）或自定DDoS（Wireshark、TShark）对每次攻击的网络流量进行详细捕获和分析，以评估（如深度神DNN（KubernetesDocker）对不（ZeekNetFlow）（Snort等工具，可实时持续监控策略的运行效果，确保其能够有效应对各类威胁。ELKSplunk）进行策略和配置（CortexXSOARIBM使优化策略能够自适应网络威胁或启动预定的故障恢复程序，确保网络的连续性和安全性。安全态势呈现技术网络安全风险，也可提高安全分析效率，帮助安全专家快速决策。可以在时间轴上查看并控制场景的进度，观测特定时间点的安全态势演变过程。网络数字孪生安全保障技术网络数字孪生基于孪生模型实现网络的仿真和控制，具有数字化、实时化、数据安全数据安全需求的保障增加了复杂度。模型安全指令安全指令隐私泄露、指令冲突等。保障指令安全可以采取多种措施，如根据物理网络安全分域级别对指令的进指令执行。总结与展望6G6G6G网络安全确定性。6G6G6G网络安全，还存在如下值得探索的关键技术问题：6G网络架构的一体化6G网络架构新增组件如孪生体、安全面等协同交互；行量化评估；并保障异厂商接口和数据的兼容性。6G网络架构升级为关键信息基础设施的自主建设以及自主化安全技术的引6G6GITU推进《数字孪生网络安全指南》《数字孪6G6G6G产业化及商用发展奠定安全保障基础。缩略语英文缩写英文全称中文解释5G5thGenerationMobileCommunicationTechnology第五代移动通信6G6thGenerationMobileCommunicationTechnology第六代移动通信AIArtificialIntelligence人工智能APTAdvancedPersistentThreat高级持续性威胁DTNDigitalTwinNetwork数字孪生网络DDoSDistributedDenialofService分布式拒绝服务DNNDeepNeuralNetworks深度神经网络DPIDeeppacketinspection深度数据包检测ELKElasticsearchLogstashKibana弹性堆栈ETLExtract-Transform-Load数据抽取、转换和加载HTTPHyperTextTransferProtocol超文本传输协议ITUInternationalTelecommunicationUnion国际电信联盟IOAIndicatorsofAttack攻击指标IOCIndicatorsofCompromise入侵指标ISOInternationalOrganizationforStandardization国际标准化组织MANOManagementandOrchestration管理与编排MOFMeta-ObjectFacility元对象机制SDNSoftware-DefinedNetworking软件定义网络SVMSupportVectorMachines支持向量机英文缩写英文全称中文解释TCPTransmissionControlProtocol传输控制协议TLSTransportLayerSecurity