5G 코어 제어 평면에서 전송 계층 보안 성능 평가

현재 5G가 확산되고 있으므로, 이 중요한 인프라에 대한 보안 고려 사항이 더욱 부각되고 있습니다. 여기서, 중앙 요소로서 5G 코어의 보안 조사 역할이 중요합니다. 코어 구조는 네트워크 기능(NF)으로 구성된 서비스 기반 아키텍처(SBA)를 기반으로 합니다. 이 NF는 REST/HTTP2 인터페이스를 통해 통신하며, 암호화를 위해 전송 계층 보안(TLS)을 사용하여 보안을 강화할 수 있습니다. 그러나 이러한 향상된 보안은 표준화에 의해 강제되지 않으며, 시스템 운영자가 결정해야 합니다. 따라서 본 연구에서는 TLS를 사용할 시기에 대한 권장 사항을 도출합니다. 이를 위해, 오픈 소스 프레임워크 Open5GS 및 UERANSIM을 기반으로 한 시뮬레이션에서 TLS의 오버헤드를 조사합니다. 사용자 관련 오버헤드를 측정하기 위해 5G의 UE 등록 및 패킷 데이터 단위(PDU) 세션 설정 절차를 살펴봅니다. 14개의 가장 관련성이 높은 암호화 스위트를 테스트한 결과, TLS는 실행 중인 시스템에서 시간 오버헤드가 1%를 초과하지 않음을 보여줍니다. 또한, ECDSA 키를 사용하는 암호화 스위트가 RSA 키를 사용하는 것보다 더 빠르다는 것을 보여줍니다. 놀랍게도, TLS 1.3은 이전 버전인 TLS 1.2보다 성능 오버헤드가 더 큰 것으로 나타났습니다. 우리는 5G 코어의 맥락에서 TLS의 CPU와 메모리 오버헤드가 중요한 수준이 아님을 입증합니다.