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A Security-Enhanced Multi-Cluster Architecture for 5G Networks

5G 환경을 위한 멀티 클러스터 기반 보안 강화 아키텍처 설계

  • Kang Seo (Dept. of Software Science, Dankook University) ;
  • Ji-Su Kim (Dept. of AI-based Convergence, Dankook University) ;
  • Jaehyun Nam (Dept. of Computer Engineering, Dankook University)
  • 서강 (단국대학교 소프트웨어학과) ;
  • 김지수 (단국대학교 인공지능융합학과) ;
  • 남재현 (단국대학교 컴퓨터공학과)
  • Published : 2025.05.29

Abstract

5G 네트워크는 클라우드 네이티브 및 마이크로서비스 아키텍처 기반으로 설계되어 고속성, 저지연성, 대용량 연결을 지원하는 차세대 통신 인프라로 자리 잡고 있다. 이에 따라 각 네트워크 기능(NF)은 컨테이너 단위로 구성되어 클러스터 환경에서 운영되며, 확장성과 유연성을 제공하는 한편, 기능혼재에 따른 보안 경계의 불명확성과 구조적 복잡성으로 인해 다양한 보안 취약점을 내포하게 된다. 본 논문에서는 5G 코어 네트워크를 기능적 역할 기준으로 분류하고, 현재 구조의 보안 및 운영상 문제점을 분석하였다. 이를 해결하기 위한 방안으로, 민감도 기반의 NF 분리를 통해 각 기능을 독립적인 클러스터에 배치하고, mTLS 기반의 클러스터 간 통신 보호를 적용한 멀티 클러스터 보안 강화아키텍처를 제안한다. 이를 통해 민감 정보 보호, 침해 확산 억제, 정책 기반 흐름 제어를 실현하고, 5G 네트워크의 보안성과 운용 유연성을 동시에 향상시키고자 한다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2025년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을받아 수행된 연구임. (No.RS-2024-00398379, (총괄4-세부2) 텔코용 고성능/고가용성 6G 크로스-클라우드 인프라 기술개발)