5G核心网网元管理系统密码应用基本要求标准立项发展报告

5G核心网网元管理系统密码应用基本要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:BasicRequirementsforCryptographicApplicationin5GCoreNetworkElementManagementSystem摘要关键词5G核心网；网元管理系统；密码应用；网络安全；商用密码；密钥管理；安全标准；电信安全Keywords5GCoreNetwork;ElementManagementSystem(EMS);CryptographicApplication;NetworkSecurity;CommercialCryptography;KeyManagement;SecurityStandard;TelecommunicationsSecurity正文1.引言：标准化背景与产业驱动5G作为新一代信息通信技术的主要发展方向，已全面融入我国经济社会发展的各领域，成为推动数字经济、智慧社会建设的关键底座。核心网作为5G网络的“大脑”，其功能从传统的连接管理向服务化架构（SBA）、网络切片、移动边缘计算（MEC）等新型范式演进。这使得核心网的逻辑架构更加灵活、开放，但也带来了前所未有的安全挑战。1.1政策法规驱动我国高度重视网络安全工作，先后颁布了《中华人民共和国网络安全法》、《中华人民共和国数据安全法》、《中华人民共和国个人信息保护法》以及《密码法》等一系列法律法规，明确要求网络运营者应当采取技术措施和其他必要措施，保障网络安全、稳定运行，并对关键信息基础设施提出了更高等级的防护要求。5G核心网属于典型的国家关键信息基础设施，其网元管理系统因其集中管控的特性，已成为潜在攻击者的首要目标。国家密码管理局、工业和信息化部等监管部门多次发文强调在通信网络领域全面应用商用密码，推动密码技术与信息技术的融合创新。在此背景下，制定一项专门针对5G核心网网元管理系统密码应用的标准，是落实国家政策法规、提升行业安全保障能力的必然要求。1.25G核心网安全威胁与密码需求-管理面安全风险：EMS作为北向接口（Itf-N）与核心网网元之间的桥梁，其自身的安全性直接关系到整个核心网的命运。攻击者一旦获得EMS的访问权限，便可篡改网元配置、植入恶意代码、窃取网管数据，甚至导致全网的业务瘫痪。因此，亟需对管理用户的身份认证（如双因素认证、数字证书）、管理通道的通信加密（如TLS/IPSec）、以及管理指令的完整性保护提出明确的密码应用要求。-数据安全风险：EMS处理的数据包括网元配置数据（如核心网拓扑、路由策略、密钥材料）、性能统计数据、告警日志以及用户签约数据等。这些数据在采集、传输、存储、归档与销毁的全生命周期内，均面临着泄露、篡改和破坏的风险。密码技术是保障数据机密性、完整性和可用性的关键手段。-服务化架构下的新挑战：5G核心网采用SBA架构，网络功能（NF）之间通过服务化接口（SBI）进行交互。网元管理系统需要管理众多虚拟化网络功能（VNF）或云原生网络功能（CNF）。在微服务环境下，服务间的身份互认、通信链路加密以及API访问控制都需要依赖密码技术来建立信任根基。1.3行业标准化现状与不足目前，国际标准化组织如3GPP已在SA3工作组中讨论了5G安全架构，包括密钥管理、身份认证等。国内方面，已发布了如GB/T35275-2017《信息安全技术SM2密码算法加密签名消息语法规范》等基础密码标准，以及针对通信行业的YD/T系列标准。然而，这些标准多侧重于底层的密码算法或通用的网络安全框架，缺乏专门针对5G核心网网元管理系统这一特定领域的密码应用标准。现有标准往往原则性强而可操作性弱，或者未能充分反映5G核心网云化、服务化的技术特点，导致企业在实际建设与运维中无据可依，密码应用存在“不会用、不敢用、乱用”的现象，严重影响整体安全防护效果。2.标准核心内容框架本标准《5G核心网网元管理系统密码应用基本要求》正是在上述产业背景下立项，旨在填补行业空白。标准规定了5G核心网网元管理系统在密码应用方面的基本要求，包括但不限于以下核心内容：2.1密码功能要求-身份鉴别：要求系统支持多种基于密码技术的身份鉴别方式，包括但不限于基于数字证书的PKI/CA认证、基于SM2/SM9算法的数字签名认证、以及基于动态口令（OTP）的双因素认证，确保接入EMS的管理员、操作员以及第三方应用的身份真实可靠。-访问控制：基于身份鉴别结果，通过密码技术实现细粒度的访问控制策略，确保用户只能访问其权限范围内的系统资源。要求采用基于属性的访问控制（ABAC）模型，并使用数字签名对策略分发和访问请求进行完整性保护。-数据传输安全：要求管理通道（EMS与网元之间、EMS与北向网管之间）的数据传输，必须使用符合国家密码管理局规定的密码算法（如SM2/SM3/SM4/SM9）实现机密性和完整性保护，推荐采用国密SSLVPN或IPSecVPN技术。-数据存储安全：涉及个人用户信息、敏感配置数据（如密钥、密码）和核心业务数据的存储，必须采用SM4等对称算法进行加密存储，并使用SM3等哈希算法进行完整性校验，防止数据在存储介质上被非法读取或篡改。-日志审计：对系统内与密码操作相关的行为（如密钥生成、用户登录/登出、权限变更）进行记录，并使用数字签名或哈希链对所记录日志的完整性进行保护，确保日志的不可否认性和可追溯性。2.2密钥管理要求-生命周期管理：明确规定了从密钥的生成、分发、存储、使用、备份、恢复、更新到销毁的全生命周期管理要求。要求采用硬件安全模块（HSM）或国家密码管理局认可的密码模块来生成和存储根密钥、根证书等核心密钥材料。-密钥分级与隔离：根据密钥用途和价值，将密钥分为不同级别（如主密钥、会话密钥、认证密钥），并在物理或逻辑上进行隔离，防止高安全级别的密钥被低安全级别的应用所使用。-密钥协商与更新机制：规定在EMS与网元之间建立安全通道时，应采用SM2等公钥密码算法进行密钥协商，并支持会话密钥的定期更新，以提供前向安全性。2.3密码设备与接口要求-密码设备合规性：要求所使用的密码产品（如服务器密码机、签名验签服务器、SSLVPN网关）必须通过国家密码管理局的商用密码产品认证，取得《商用密码产品认证证书》。-标准化接口：定义了EMS与底层密码设备之间的标准化调用接口（如国密标准的SDF接口、SKF接口等），实现密码应用的松耦合，便于系统集成与升级改造。-API安全：对EMS对外提供的API接口进行安全设计，要求使用数字签名对API调用请求进行鉴权，防止API滥用和中间人攻击。2.4安全管理要求-策略统一管理：要求系统提供统一的密码策略管理中心，能够集中配置和下发所有网元和管理系统的密码安全策略（如算法选择、密钥长度、更新周期）。-合规性审计：系统应具备自检和合规性审计功能，能够定期对密码应用状态进行检查，发现未按规定使用密码或密码配置不当的情况，并生成审计报告。-应急响应：要求制定密码安全事件应急预案，包括密钥泄露、密码模块故障等情况下的应急处理流程。3.主要参与单位介绍：中国信息通信研究院（CAICT）在本标准的编制过程中，中国信息通信研究院（简称“中国信通院”）作为行业核心研究机构与重要的标准化推进单位，发挥了极其关键的作用。作为工业和信息化部直属的科研事业单位，中国信通院是国家在信息通信领域最重要的支撑单位和产业创新发展的引领者。权威地位与核心能力中国信通院长期深耕于通信标准、网络安全、密码应用等前沿领域，是国际电信联盟（ITU）、3GPP等国际标准化组织的积极参与者，也是国内通信标准化协会（CCSA）的核心成员单位。其在5G、工业互联网、网络安全、数据安全等领域拥有雄厚的研究实力和丰富的实践经验。院内设有多个国家级实验室和检测中心，具备完善的密码产品检测与安全评估能力，能够为标准制定提供坚实的技术验证支撑。在本标准中的角色与贡献1.需求牵引与顶层设计：中国信通院基于对国家网络安全的战略理解和对5G产业发展的深刻洞察，牵头组织了前期调研，系统梳理了运营商、设备商在5G核心网EMS密码应用方面遇到的共性问题与紧急需求，确立了“基础性、强制性、可落地”的编制方针，主导了标准的总体框架设计和核心逻辑构建。2.关键技术攻关：针对5G核心网服务化架构带来的新挑战，信通院的专家团队重点突破了云原生环境下的密钥管理、微服务间的身份互信、以及基于国密算法的网络切片安全隔离等关键技术难题，为标准的科学性提供了理论依据。3.多方协调与意见整合：作为标准编制的组织者，中国信通院召集了中国移动、中国电信、中国联通、华为、中兴、大唐、奇安信、数盾科技等数十家产业链上下游企业，组织召开了多次研讨会、征求意见会和技术评审会，有效协调了各方利益，化解了技术分歧，凝聚了行业共识，确保了标准的广泛代表性和可执行性。4.测试验证与推广：在标准草案完成后，中国信通院利用其先进的实验室环境，组织开展了多轮次的跨厂商互联互通测试和安全合规性测试，验证了标准要求的可行性与有效性。同时，积极推动标准在行业内的宣贯和试点应用，为标准的正式发布和后续监督检查奠定了基础。中国信通院的深度参与，确保了本标准既具有前瞻性的技术高度，又具备接地气的实践指导意义，有力地推动了我国5G核心网安全能力的系统性提升。4.结论与展望标准《5G核心网网元管理系统密码应用基本要求》的立项与编制，是我国在5G安全标准化领域迈出的重要一步。它系统性地回应了5G核心网在云化、服务化演进过程中所面临的密码应用困境，为运营商、设备商和安全厂商提供了统一、明确、可操作的建设与验收依据。通过强制或推荐引入合规的商用密码技术，该标准将有效提升5G核心网网元管理系统的内生安全能力，构建起从管理用户到网元、从数据到密钥的完整密码防护闭环。展望未来，随着5G-Advanced和6G技术的预研与推进，网络架构将更加灵活、智能和开放，安全需求也将呈现动态化、协同化、智能化的新趋势。本标准作为一项基础性标准，其发布将激发一系列衍生标准的制定需求，例如：-面向垂直行业的5G专网EMS密码应用增强标准：针对工业互联网、车联网、智慧医