5G and beyond cellular systems embrace the disaggregation of Radio Access Network (RAN) components, exemplified by the evolution of the fronthaul (FH) connection between cellular baseband and radio unit equipment. Crucially, synchronization over the FH is pivotal for reliable 5G services. In recent years, there has been a push to move these links to an Ethernet-based packet network topology, leveraging existing standards and ongoing research for Time-Sensitive Networking (TSN). However, TSN standards, such as Precision Time Protocol (PTP), focus on performance with little to no concern for security. This increases the exposure of the open FH to security risks. Attacks targeting synchronization mechanisms pose significant threats, potentially disrupting 5G networks and impairing connectivity. In this paper, we demonstrate the impact of successful spoofing and replay attacks against PTP synchronization. We show how a spoofing attack is able to cause a production-ready O-RAN and 5G-compliant private cellular base station to catastrophically fail within 2 seconds of the attack, necessitating manual intervention to restore full network operations. To counter this, we design a Machine Learning (ML)-based monitoring solution capable of detecting various malicious attacks with over 97.5% accuracy.


翻译:5G及未来蜂窝系统采用无线接入网(RAN)组件的解耦架构,其典型体现为蜂窝基带与射频单元设备间前传(FH)连接的演进。至关重要的是,前传上的同步对于可靠的5G服务具有决定性作用。近年来,业界正推动将这些链路迁移至基于以太网的分组网络拓扑,利用现有标准及时间敏感网络(TSN)的持续研究成果。然而,TSN标准(如精确时间协议PTP)主要关注性能,几乎未涉及安全性考量。这增加了开放前传面临安全风险的暴露程度。针对同步机制的攻击构成重大威胁,可能破坏5G网络并损害连接性。本文通过实证展示了针对PTP同步的成功欺骗与重放攻击的影响:我们证明欺骗攻击能在2秒内导致具备生产就绪性的O-RAN与5G合规私有蜂窝基站发生灾难性故障,需人工干预才能恢复完整网络运行。为应对此问题,我们设计了一种基于机器学习(ML)的监测方案,能够以超过97.5%的准确率检测多种恶意攻击。

0
下载
关闭预览

相关内容

面向具身操作的高效视觉–语言–动作模型:系统综述
专知会员服务
24+阅读 · 2025年10月22日
图增强生成(GraphRAG)
专知会员服务
35+阅读 · 2025年1月4日
【AAAI2021】“可瘦身”的生成式对抗网络
专知会员服务
13+阅读 · 2020年12月12日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
专知会员服务
112+阅读 · 2019年11月25日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
RNN | RNN实践指南(2)
KingsGarden
19+阅读 · 2017年5月4日
RNN | RNN实践指南(1)
KingsGarden
21+阅读 · 2017年4月4日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2024年12月27日
Arxiv
176+阅读 · 2023年4月20日
A Survey of Large Language Models
Arxiv
501+阅读 · 2023年3月31日
Arxiv
27+阅读 · 2023年3月17日
VIP会员
最新内容
乌克兰前线的五项创新
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:14
 军事通信系统与设备的技术演进综述
专知会员服务
1+阅读 · 今天5:59
《北约标准:医疗评估手册》174页
专知会员服务
1+阅读 · 今天5:51
《提升生成模型的安全性与保障》博士论文
专知会员服务
0+阅读 · 今天5:47
美国当前高超音速导弹发展概述
专知会员服务
4+阅读 · 4月19日
无人机蜂群建模与仿真方法
专知会员服务
9+阅读 · 4月19日
澳大利亚发布《国防战略(2026年)》
专知会员服务
4+阅读 · 4月19日
全球高超音速武器最新发展趋势
专知会员服务
3+阅读 · 4月19日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员