論文の概要: Bit-Flipping Attack Exploration and Countermeasure in 5G Network
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.04882v1
- Date: Thu, 06 Nov 2025 23:51:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-10 21:00:44.621892
- Title: Bit-Flipping Attack Exploration and Countermeasure in 5G Network
- Title（参考訳）: 5Gネットワークにおけるビットフリップ攻撃探索と対策
- Authors: Joon Kim, Chengwei Duan, Sandip Ray,
- Abstract要約: 敵が5Gネットワークトラフィックをインターセプトし、復号化せずに暗号化されたメッセージの特定フィールドを変更するという整合性攻撃であるビットフリップ攻撃に対する5Gシステムの脆弱性を調査し、受信機に有効なままメッセージを変更した。
5GのNAS積分アルゴリズム(NIA)と比較して通信オーバーヘッドを増大させることなく、特定の暗号化フィールドを操作することの難しさを高めることにより、このような攻撃の効果を軽減するためのキーストリームベースのシャッフル防御機構を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0524801814543
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: 5G communication technology has become a vital component in a wide range of applications due to its unique advantages such as high data rate and low latency. While much of the existing research has focused on optimizing its efficiency and performance, security considerations have not received comparable attention, potentially leaving critical vulnerabilities unexplored. In this work, we investigate the vulnerability of 5G systems to bit-flipping attacks, which is an integrity attack where an adversary intercepts 5G network traffic and modifies specific fields of an encrypted message without decryption, thus mutating the message while remaining valid to the receiver. Notably, these attacks do not require the attacker to know the plaintext, and only the semantic meaning or position of certain fields would be enough to effect targeted modifications. We conduct our analysis on OpenAirInterface (OAI), an open-source 5G platform that follows the 3GPP Technical Specifications, to rigorously test the real-world feasibility and impact of bit-flipping attacks under current 5G encryption mechanisms. Finally, we propose a keystream-based shuffling defense mechanism to mitigate the effect of such attacks by raising the difficulty of manipulating specific encrypted fields, while introducing no additional communication overhead compared to the NAS Integrity Algorithm (NIA) in 5G. Our findings reveal that enhancements to 5G security are needed to better protect against attacks that alter data during transmission at the network level.
- Abstract（参考訳）: 5G通信技術は、高いデータレートや低レイテンシといったユニークな利点のために、幅広いアプリケーションにおいて重要なコンポーネントとなっている。
既存の研究の多くは、その効率性とパフォーマンスの最適化に重点を置いているが、セキュリティ上の考慮事項には、同等の注意が払われておらず、潜在的に致命的な脆弱性を未発見のまま残している。
本研究では,ビットフリップ攻撃に対する5Gシステムの脆弱性について検討する。これは,敵が5Gネットワークトラフィックをインターセプトし,復号化せずに暗号化メッセージの特定フィールドを変更した場合の整合性攻撃である。
これらの攻撃は、攻撃者が平文を知る必要はなく、特定のフィールドの意味的意味や位置だけが標的となる修正に影響を与えるのに十分である。
3GPP技術仕様に従うオープンソースの5GプラットフォームであるOpenAirInterface(OAI)について分析を行い、現在の5G暗号化メカニズムにおけるビットフリップ攻撃の現実的実現可能性と影響を厳格に検証する。
最後に,鍵ストリームをベースとしたシャッフル防御機構を提案し,特定の暗号化フィールドを操作することの難しさを増大させ,さらに5GのNAS積分アルゴリズム(NIA)と比較して通信オーバーヘッドを増大させる。
その結果,ネットワークレベルでの送信中にデータを変更する攻撃に対して,5Gセキュリティの強化が必要であることがわかった。
関連論文リスト
- Cross-Service Token: Finding Attacks in 5G Core Networks [58.86003502940164]
5GコアSBIのセキュリティ欠陥を明らかにするために設計された文法ベースのファジリングフレームワークであるFivGeeFuzzを紹介する。
FivGeeFuzzを使って、Free5GCでこれまで知られていなかった8つの脆弱性を発見しました。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-10T20:40:33Z) - Privacy-preserving authentication for military 5G networks [0.0]
5Gネットワークは、防衛アプリケーションにおいて勢いを増し、認証およびキーアグリーメントプロトコルのプライバシと整合性を保証することが重要である。
本稿では、標準化された5G AKAフローを統一的に分析し、いくつかの脆弱性を特定し、それぞれがプロトコルの振る舞いを悪用してユーザのプライバシーを侵害する方法について強調する。
我々は5つの軽量化戦略を提示する。
調査したソリューションの中で、UE生成したナンスを導入することが最も有望であり、識別された追跡と相関攻撃を無視可能な追加オーバーヘッドで効果的に中和する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-01T13:38:11Z) - Active Attack Resilience in 5G: A New Take on Authentication and Key Agreement [13.49434164633215]
5G-AKAプロトコルは、現在の5Gデプロイメントにおける認証の中心である。
5G-AKAはセキュリティとパフォーマンスの両方に制限がある。
本稿では,5G-akaの設計に基づく認証プロトコルを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-23T13:18:44Z) - Secure Semantic Communication With Homomorphic Encryption [52.5344514499035]
本稿では,SemCom に準同型暗号を適用する可能性について検討する。
タスク指向のSemComスキームを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-17T13:26:14Z) - Toward Mixture-of-Experts Enabled Trustworthy Semantic Communication for 6G Networks [82.3753728955968]
本稿では,新しいMixture-of-Experts(MoE)ベースのSemComシステムを提案する。
このシステムはゲーティングネットワークと複数の専門家で構成され、それぞれ異なるセキュリティ課題に特化している。
ゲーティングネットワークは、ユーザ定義のセキュリティ要件に基づいて、異種攻撃に対抗するための適切な専門家を適応的に選択する。
車両ネットワークにおけるケーススタディは、MoEベースのSemComシステムの有効性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-24T03:17:51Z) - Advanced Penetration Testing for Enhancing 5G Security [0.0]
本稿では,5Gネットワークのセキュリティ脆弱性を特定するための浸透試験手法についてレビューする。
敵が5Gネットワークの脆弱性を悪用する方法を調べ、5G機能をターゲットにした戦術と戦略をカバーしている。
我々の研究は、5Gの浸透試験が、現在のセキュリティ問題に対処するために、マルチスレッドアプローチを使用するべきであることを示唆している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-24T13:35:35Z) - FaultGuard: A Generative Approach to Resilient Fault Prediction in Smart Electrical Grids [53.2306792009435]
FaultGuardは、障害タイプとゾーン分類のための最初のフレームワークであり、敵攻撃に耐性がある。
本稿では,ロバスト性を高めるために,低複雑性故障予測モデルとオンライン逆行訓練手法を提案する。
本モデルでは,耐故障予測ベンチマークの最先端を最大0.958の精度で上回っている。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-26T08:51:23Z) - Penetration Testing of 5G Core Network Web Technologies [53.89039878885825]
Web セキュリティの観点から 5G コアのセキュリティ評価を行った。
我々はSTRIDE脅威モデリングアプローチを用いて、脅威ベクトルと関連する攻撃の完全なリストを定義する。
我々の分析によると、これらのコアはすべて、特定された攻撃ベクトルのうち少なくとも2つに対して脆弱である。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-04T09:27:11Z) - Machine Learning Assisted Security Analysis of 5G-Network-Connected
Systems [5.918387680589584]
5Gネットワークはソフトウェア定義のインフラに移行した。
ネットワーク機能仮想化やソフトウェア定義ネットワークといった新しい技術は、この移行を可能にする5Gコアネットワーク(5GCN)アーキテクチャに組み込まれている。
本稿では,5GCNの総合的なセキュリティ分析フレームワークについて述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-07T20:07:08Z) - Adversarial Machine Learning for 5G Communications Security [4.336971448707467]
本稿では,敵対的機械学習の出現する攻撃面と無線通信に対する対応する攻撃を同定する。
対象は、既存ユーザーとの5G通信のスペクトル共有に対する攻撃だ。
結果から,5Gシステムの主な脆弱性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-07T17:52:17Z) - A Comprehensive Overview on 5G-and-Beyond Networks with UAVs: From
Communications to Sensing and Intelligence [152.89360859658296]
5Gネットワークは、拡張モバイルブロードバンド(eMBB)、超信頼性低遅延通信(URLLC)、大規模機械型通信(mMTC)の3つの典型的な利用シナリオをサポートする必要がある。
一方、UAVはコスト効率のよい航空プラットフォームとして利用でき、地上の利用者に高い高度と3D空間での操作性を利用して通信サービスを強化することができる。
一方,UAVと地上ユーザの両方に同時に通信サービスを提供することは,ユビキタスな3D信号網と強力な地上ネットワーク干渉の必要性から,新たな課題を提起する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-19T08:56:04Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。