شماره ركورد
34626
پديد آورنده
مهند مظلوم
عنوان
امنيت كانتينر: مطالعه موردي شبكه تلفن همراه 5G
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شبكه هاي كامبيوتري
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/11/28
استاد راهنما
دكتر احمد اكبري
استاد مشاور
نداريم
دانشكده
مهندسي كامبيوتر
چكيده
گذار به سمت شبكههاي دسترسي راديويي (RAN) بومي ابري و تفكيكشده، كه توسط اتحاديه O-RAN ترويج ميشود، به دليل افزايش باز بودن، مجازيسازي و كاربري هاي چندفروشنده، چالشهاي امنيتي جديدي را ايجاد ميكند. به طور خاص، تفكيك توابع RAN به صفحه كنترل واحد مركزي (CU-CP)، صفحه كاربر واحد مركزي (CU-UP) و واحد توزيعشده (DU) رابطهاي كاربري حياتي را كه نياز به محافظت دقيق و آگاه از معماري دارند، در معرض خطر قرار ميدهد. مكانيسمهاي امنيتي شبكه سنتي، كه به آدرسدهي استاتيك يا كنترلهاي مبتني بر محيط متكي هستند، براي محيطهاي كانتينري پويا كه در آنها حجم كار زودگذر است و هويت اجزابه طور مداوم در حال تغيير هستند، كافي نيستند.
اين پاياننامه با استفاده از Kubernetes و رابط شبكه كانتينر Cilium (CNI) با اجراي صفحه داده مبتني بر eBPF، يك رويكرد اجراي امنيت بومي ابري را براي استقرارهاي O-RAN پيشنهاد و ارزيابي ميكند. يك بستر آزمايشي RAN كانتينري با استفاده از srsRAN طراحي شده است، كه در آن CU-CP، CU-UP و DU به عنوان پادهاي مستقل Kubernetes كه تحت يك لايه شبكه يكپارچه Cilium عمل ميكنند، مستقر شدهاند. سياستهاي امنيتي با استفاده از مكانيسمهاي مبتني بر هويت و آگاه از فضاي نام براي اعمال كنترل دسترسي خاص مسير بر ترافيك صفحه كاربر، با تمركز ويژه بر جريانهاي GTP-U روي پورت UDP 2152 كه توسط CU-UP مديريت ميشود، تعريف ميشوند.
براي نشان دادن اثربخشي رويكرد پيشنهادي، چندين سناريوي آزمايشي، از جمله ترافيك نرمال درون RAN و ترافيك حمله ناشي از خارج از دامنه RAN مورد اعتماد، ساخته شدهاند. رفتار ترافيك با استفاده از Cilium Hubble مشاهده ميشود، در حالي كه ميزان استفاده از منابع از طريق سرور معيارهاي Kubernetes اندازه گيري ميشود. روش تجربي، تمايز واضحي بين مسيرهاي ترافيك ارسالي و مسدود شده را فراهم ميكند و امكان ارزيابي محل وقوع اجراي امنيت در پشته سيستم را فراهم ميكند.
نوآوري اين كار در نشان دادن اين است كه تقسيمات عملكردي همسو با O-RAN را ميتوان با استفاده از ريزبخشبندي مبتني بر هويت و بومي ابر، بدون تغيير خود برنامههاي RAN، ايمن كرد. با اعمال امنيت به طور مستقيم در سطح صفحه داده، رويكرد پيشنهادي، جدايي صفحات كنترل و كاربر را حفظ ميكند و در عين حال از رابطهاي حياتي در برابر دسترسي غيرمجاز محافظت ميكند. اين پاياننامه، پايه و اساس عملي براي تحقيقات آينده در مورد مكانيسمهاي امنيتي آگاه از اعتماد و مبتني بر سياست در محيطهاي RAN باز و مجازي فراهم ميكند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/12/02
عنوان به انگليسي
Security of Containers: a 5G mobile network case study
تاريخ بهره برداري
2/17/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهند مظلوم
چكيده به لاتين
The transition toward cloud-native and disaggregated Radio Access Networks (RAN), as promoted by the O-RAN Alliance, introduces new security challenges due to increased openness, virtualization, and multi-vendor deployments. In particular, the separation of RAN functions into Central Unit Control Plane (CU-CP), Central Unit User Plane (CU-UP), and Distributed Unit (DU) exposes critical user-plane interfaces that require fine-grained and architecture-aware protection. Traditional network security mechanisms, which rely on static addressing or perimeter-based controls, are insufficient for dynamic containerized environments where workloads are ephemeral and identities are continuously changing.
This thesis proposes and evaluates a cloud-native security enforcement approach for O-RAN deployments by leveraging Kubernetes and the Cilium Container Network Interface (CNI) with eBPF-based dataplane enforcement. A containerized RAN testbed is designed using srsRAN, where CU-CP, CU-UP, and DU are deployed as independent Kubernetes pods operating under a unified Cilium networking layer. Security policies are defined using identity-based and namespace-aware mechanisms to enforce path-specific access control on user-plane traffic, with particular focus on GTP-U flows over UDP port 2152 handled by the CU-UP.
To demonstrate the effectiveness of the proposed approach, multiple experimental scenarios are constructed, including legitimate intra-RAN communication and adversarial traffic originating from outside the trusted RAN domain. Traffic behavior is observed using Cilium Hubble, while resource utilization is measured through the Kubernetes Metrics Server. The experimental methodology enables clear differentiation between forwarded and blocked traffic paths and allows assessment of where security enforcement occurs within the system stack.
The contribution of this work lies in demonstrating that O-RAN-aligned functional splits can be secured using cloud-native, identity-driven micro-segmentation without modifying RAN applications themselves. By enforcing security directly at the dataplane level, the proposed approach preserves the separation of control and user planes while protecting critical interfaces against unauthorized access. This thesis provides a practical foundation for future research on trust-aware and policy-driven security mechanisms in open and virtualized RAN environments.
كليدواژه هاي فارسي
cuup , cucp , O-RAN Security , RAN بومي ابري , واحد توزيعشده (DU)
كليدواژه هاي لاتين
cuup , cucp , امنيت O-RAN , Cloud-Native RAN , Distributed Unit (DU)
Author
mohanad madhloom
SuperVisor
dr. ahmed akbari