SDN - a crucial security component towards 5G

Den femte generasjonen (5G) av mobilkommunikasjonssystemer forventes å bli kommersielt lansert i 2020 og forutses som en banebrytende teknologi som blant annet muliggjør brukstilfeller for kritisk infrastruktur som autonome kjøretøy og smarte byer. Software-Defined Networking (SDN) vil være en av nøkkelteknologiene i 5G, ettersom det introduserer separasjon av data og kontroll i mobilkommunikasjonssystemet og bidrar til sentralisert kontroll, fleksibilitet og simplifisering av nettverksarkitekturen. Noen kritiske sikkerhetsproblemer er identifisert for 5G, som inkluderer den økte faren for distribuert tjenestenektangrep da antallet tilkoblede enheter forventes å vokse 10 til 100 ganger med den nye mobilnetteteknologien. En foreslått løsning er å bruke SDN sin oversikt over nettverket, programmerbarhet og sentraliserte kontroll til tidlig deteksjon og rask mitigering av nettverksangrep. I denne masteroppgaven presenteres en praktisk analyse av sikkerhetsegenskapene til SDN i et nært 5G-scenario ved hjelp av OMNeT ++ Discrete Event Simulator og en ny integrering av utvidelsesbibliotekene INET, simuLTE og OpenFlowOMNeTSuite. En SDN kontrollerapplikasjon som forsvarer mot tjenestenektangrep er implementert med en deteksjonsmetode basert på tilkoblingshastighet. Applikasjonen er testet i et nært 5G-miljø mot et distribuert SYN-flomangrep. Kontrollerapplikasjonen sin prestasjon er evaluert av en følsomhets- og spesifisitetsanalyse, og validert gjennom mange eksperimenter der parametere som angrepshastighet, deteksjonsgrense, levetiden til flyttabeller og antall ondsinnede og godsinnede noder i nettverket varierer. Resultatene som er oppnådd viser at kontrollerapplikasjonen er i stand til å oppdage og mitigere SYN-flomangrepene effektivt, og gir derfor en konseptbeviselse for SDN som en sikkerhetskomponent. Effekten forskjellige nettverksmiljøer og konfigurasjonen av kontrollerapplikasjon har på applikasjon sin detekteringsevne diskuteres, samt eksperimentbegrensninger og potensialet til SDN som en sikkerhetskomponent i 5G. Til slutt er forslag til fremtidig arbeid gitt