Cùng với sự phát triển mạnh của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, công nghệ mạng 6G được kỳ vọng sẽ giúp con người cải thiện tính bền vững trong nhiều ứng dụng, như giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên, sử dụng dữ liệu thời gian thực...
Cùng với sự phát triển mạnh của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, công nghệ mạng 6G được kỳ vọng sẽ giúp con người cải thiện tính bền vững trong nhiều ứng dụng, như giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên, sử dụng dữ liệu thời gian thực... Công nghệ mạng 6G sẽ tạo điều kiện điều hành phương tiện vận chuyển một cách thông minh, giúp cắt giảm mức phát thải carbon, hơn nữa khả năng phân phối năng lượng tốt hơn sẽ nâng cao hiệu suất và tối ưu hóa. Công nghệ mạng 6G hiện vẫn đang được các cơ quan tiêu chuẩn quốc tế thảo luận, trong đó, việc nghiên cứu các phương pháp tăng cường an ninh nhằm ứng phó với các cuộc tấn công mạng là một trong ưu tiên hàng đầu khi nghiên cứu về công nghệ mạng 6G.
1. Tác động của công nghệ mạng 6G
Công nghệ mạng 6G là gì?
Công nghệ mạng 6G là thế hệ thứ sáu của tiêu chuẩn thông tin vô tuyến dành cho mạng di động và là công nghệ sẽ kế thừa và bổ sung các thế hệ công nghệ trước để cung cấp các giải pháp tối ưu hơn phục vụ cho cuộc sống. Theo đó, một số thành phần cơ bản của mạng 5G sẽ được kế thừa ở mạng 6G, bên cạnh đó là những khía cạnh khác, hoàn toàn mới để có thể đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết giúp thay đổi căn bản cách chúng ta kết nối với thế giới.
Trong khi 5G bắt đầu cho thấy sự dịch chuyển sang liên lạc giữa máy móc với máy móc, mạng 6G sẽ nâng loại hình kết nối này lên tầm cao mới. Sự dịch chuyển này sẽ có ảnh hưởng mang tính chuyển đổi tới cuộc sống thường nhật, cũng như các doanh nghiệp và toàn bộ các ngành, nghề.
Công nghệ này có thể biến thực tế ảo, thực tại kết hợp và thực tại tăng cường (Virtual Reality, Mixed Reality và Augmented Reality) thành một phần trong cuộc sống thường nhật. Tác động của mạng 6G sẽ lớn hơn với doanh nghiệp và ngành công nghiệp, mang lại lợi ích cho người sử dụng với khả năng xử lý đồng thời hàng triệu kết nối, máy móc sẽ có sức mạnh để xử lý những công việc bất khả hiện nay.
Dự báo mạng 6G sẽ tạo điều kiện cho ứng dụng định vị và theo dõi với độ chính xác rất cao. Khả năng này có thể mang lại những thành tựu như cho phép phương tiện bay không người lái, robot để giao nhận hàng hóa và quản lý các nhà máy sản xuất, cải thiện hoạt động chăm sóc sức khỏe bằng công nghệ số, theo dõi tình hình sức khỏe từ xa cũng như tăng cường sử dụng các bản sao số.
Dù công nghệ mạng 6G kế thừa công nghệ 5G trong các lĩnh vực như điện toán biên, trí tuệ nhân tạo (AI), máy học (ML), phân lớp mạng và các công nghệ khác. Các mạng 5G chỉ đang tìm cách bổ sung công nghệ AI và ML cho mạng hiện tại, nhưng với 6G, có thể xây dựng mạng được thiết kế ngay từ đầu để có thể vận hành tự nhiên với các công nghệ này. Theo dự báo của Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU), tới năm 2030, hằng tháng thế giới sẽ tạo ra hơn 5.000 exabyte dữ liệu, tương đương với 5 tỷ terabyte một tháng. Khi rất nhiều người và thiết bị được kết nối, chúng ta sẽ phải sử dụng công nghệ AI và ML để thực hiện các nhiệm vụ như quản lý lưu lượng dữ liệu, cho phép máy móc công nghiệp thông minh ra quyết định theo thời gian thực và sử dụng hiệu quả nguồn lực.
Sự đột phá về tốc độ của mạng 6G
Với mạng 6G, tốc độ là yếu tố đầu tiên được cải thiện. Trên lý thuyết, 4G chỉ có thể đạt tốc độ đỉnh là 100 Mbps; 5G có thể đạt tốc độ đỉnh 20 Gbps, mặc dù tốc độ cao nhất ghi nhận được trong khi đo cho tới nay vào khoảng 8 Gbps. Với 6G, khi chúng ta chuyển sang sử dụng các tần số cao hơn - trên 100 GHz - tốc độ dữ liệu đỉnh mục tiêu sẽ là 1.000 Gbps (1 terabyte), cho phép các trường hợp sử dụng như video dung lượng lớn và các trải nghiệm thực tế ảo tăng cường. (Bảng 1)
Bảng 1. So sánh tốc độ giữa mạng 4G, 5G và 6G
Ngoài tốc độ, mạng 6G sẽ bổ sung một ưu điểm quan trọng khác: Độ trễ siêu thấp. Nhờ đó, độ trễ thông tin sẽ ở mức tối thiểu. Đây là yếu tố chủ đạo trong việc giải phóng Internet vạn vật (IoT) và các ứng dụng cho ngành công nghiệp.
Sự bền vững của công nghệ mạng 6G
Tính bền vững luôn là chủ đề cốt lõi của tất cả các cuộc trao đổi, thảo luận trong ngành viễn thông ngày nay. Khi chúng ta phát triển 5G và tiến gần hơn tới 6G, con người và máy móc sẽ tiêu thụ ngày càng nhiều dữ liệu. Tuy nhiên, công nghệ 6G được kỳ vọng sẽ giúp con người cải thiện tính bền vững trong nhiều ứng dụng. Chẳng hạn giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên trong các nông trại. Sử dụng dữ liệu thời gian thực, công nghệ 6G sẽ tạo điều kiện điều hành phương tiện vận chuyển một cách thông minh, giúp cắt giảm mức phát thải carbon, hơn nữa khả năng phân phối năng lượng tốt hơn sẽ nâng cao hiệu suất.
Các nhà nghiên cứu cũng coi tính bền vững là trọng tâm của các dự án 6G của mình. Các linh kiện, chẳng hạn như linh kiện bán dẫn sử dụng các loại vật liệu mới có thể giảm mức độ tiêu thụ năng lượng. Cuối cùng, chúng ta kỳ vọng thế hệ kết nối di động tiếp theo có thể giúp chúng ta thực hiện được các mục tiêu phát triển bền vững của Liên hợp quốc.
Thời điểm để phát triển công nghệ mạng 6G
Ý kiến chung của thị trường cho rằng, phiên bản tiêu chuẩn 6G của 3GPP (Dự án đối tác thế hệ thứ 3) sẽ được hoàn thành vào năm 2030. Các phiên bản khởi động của công nghệ mạng 6G sẽ có thể được trình diễn trong các dự án thử nghiệm từ đầu năm 2028, lặp lại chu kỳ 10 năm mà chúng ta từng chứng kiến trong những thế hệ công nghệ trước đó. Đây là tầm nhìn do Next G Alliance, một liên minh tại khu vực Bắc Mỹ, được thành lập để hỗ trợ quá trình phát triển công nghệ 6G tại Mỹ và Canada.
Trước khi đưa thế hệ kết nối di động tiếp theo ra thị trường, các tổ chức quốc tế cần thảo luận về các chỉ tiêu kỹ thuật để bảo đảm khả năng tương tác.
ITU và 3GPP là các tổ chức tiêu chuẩn nổi tiếng và họ đang thành lập các nhóm công tác để đánh giá hoạt động nghiên cứu mạng 6G trên toàn cầu. Ngành viễn thông đang có những tiến bộ nhanh chóng hướng tới công nghệ thế hệ sau. Chẳng hạn, tại Keysight, đang phát huy kinh nghiệm hợp tác đã được minh chứng trong lĩnh vực công nghệ 5G và Open RAN (Radio Access Network) để khám phá các giải pháp cần thiết cho quá trình tạo lập nền tảng của công nghệ mạng 6G.
2. Đảm bảo an ninh bảo mật nhằm ứng phó với tấn công mạng
Với các nhà nghiên cứu, việc đưa ra các phương pháp tăng cường an ninh nhằm ứng phó với các cuộc tấn công mạng là một trong những ưu tiên hàng đầu khi nghiên cứu về công nghệ mạng 6G.
Đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật mới
Mạng 6G sẽ phải thay đổi so với các thế hệ trước để đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật mới như: Công nghệ 5G cần vận hành trong các băng tần sóng milimet (mmWave) 24,25 GHz tới 52,6 GHz để có thể phát huy đầy đủ tiềm năng, mạng 6G có khả năng sẽ chuyển sang tần số trên 100 GHz, trong giải tần được gọi là sub-terahertz và có thể lên tới băng tần terahertz thực thụ. Khi 5G tiếp tục tiến hóa, chúng ta sẽ bắt đầu chuyển dịch sang môi trường ảo hóa. Hiện nay, các kiến trúc Open RAN đang chuyển xử lý và các chức năng khác lên điện toán đám mây. Trong tương lai, các giải pháp như điện toán biên sẽ phổ biến hơn.
IoT và khu vực chịu tấn công
Mỗi mạng hỗ trợ đồng thời một số thiết bị được kết nối với nhau trong một khu vực nhất định. Ví dụ, mạng 4G có thể kết nối tối đa 2.000 thiết bị trên mỗi km vuông. Trong mạng 5G, số lượng thiết bị có thể được kết nối trong cùng phạm vi lên tới 1 triệu và tiếp tục tăng lên tới 10 triệu thiết bị IoT có thể được kết nối trong cùng diện tích với mạng 6G. Các thiết bị này tạo ra “khu vực chịu tấn công” hoặc các điểm tiềm năng, còn được gọi là các véc-tơ tấn công, qua đó người dùng trái phép có thể truy cập để trích xuất dữ liệu.
Khi tiến gần hơn đến công nghệ mạng 6G, khái niệm “an ninh mạng theo thiết kế” đang được coi là một giải pháp tiềm năng và đầy hứa hẹn để đảm bảo an ninh cho khu vực chịu tấn công đang ngày càng mở rộng. Hỗ trợ cho khái niệm an ninh mạng theo thiết kế là một sự thay đổi tư duy theo hướng chuyển dần từ phát triển các giải pháp phản ứng trước các mối đe dọa an ninh sang các giải pháp chủ động và đảm bảo tích hợp tính năng an ninh mạng ngay từ đầu vào các thiết bị hỗ trợ mạng 6G. Mặc dù khái niệm này còn mới mẻ, nhưng các doanh nghiệp nên coi tư duy an ninh mạng theo thiết kế là một phần trong kế hoạch hành động lớn hơn để ngăn chặn và quản lý các mối đe dọa mạng.
Giả lập đang nhanh chóng trở thành một yếu tố quan trọng quá trình xây dựng kế hoạch an ninh mạng. Khả năng tái hiện lại các sự kiện rủi ro số cho phép đội ngũ an ninh bảo mật xác định và khắc phục các lỗ hổng bảo mật và cấu hình sai, đồng thời thử nghiệm các chiến lược an ninh mạng trong môi trường ảo giống như thực tế.
Từ bỏ các phương pháp bảo mật đã lỗi thời
Các hệ thống an ninh mạng 6G loại bỏ các chiến thuật an ninh bảo mật từng rất phổ biến trước đây. Mật khẩu sẽ biến mất. Môi trường mạng sẽ trở thành môi trường được mã hóa và ứng dụng chứng chỉ. Mạng 6G cũng sẽ ứng dụng các phương pháp bảo mật hiện hành mới. Ví dụ, với phân khúc nhỏ, các hệ thống sẽ có thể cách ly thông tin liên lạc và tạo ra “bong bóng” ảo để tăng cường an ninh bảo mật. Những cách tiếp cận an ninh mạng mới này sẽ tạo ra kiến trúc mạng zero-trust chắc chắn, đáp ứng nhu cầu của cơ sở hạ tầng an ninh mạng 6G theo đúng kế hoạch.
Dữ liệu được bảo vệ không chỉ là dữ liệu duyệt web hằng ngày và dữ liệu tài chính là các loại dữ liệu được quan tâm nhiều nhất trong bối cảnh an ninh mạng và quyền riêng tư. Dữ liệu này cũng mang lại giá trị tương đương đối với giới tội phạm, những kẻ sẽ sử dụng dữ liệu nhạy cảm này làm con tin để đòi tiền chuộc.
Các nhà nghiên cứu tại Keysight đang nghiên cứu các kỹ thuật kiểm thử an ninh mạng mới ứng dụng công nghệ bản sao song sinh số để cảnh báo về các mối đe dọa tiềm ẩn và thực hiện các biện pháp khắc phục theo thời gian thực. Trong mạng 5G hiện tại, quá trình có thể kéo dài nhiều tuần lễ, nhưng công nghệ mạng 6G có thể cắt giảm thời gian này xuống còn vài giờ, tạo ra hạ tầng an ninh mạng bền vững hơn cho cả người dùng và nhà sản xuất thiết bị.
An ninh mạng 6G với AI và ML
Công nghệ AI và ML là các thành phần trọng yếu của 6G và có ý nghĩa sống còn trong hoạt động huấn luyện các hệ thống và thuật toán an ninh mạng. Các công nghệ này còn giúp bổ sung năng lực để tạo ra các hệ thống an ninh mạng mạnh mẽ hơn. Tuy nhiên, khi công nghệ AI ngày càng trở nên phổ biến, số lượng các đối tượng xấu có kỹ năng và động lực để sử dụng công nghệ này cho các mục đích bất chính cũng tăng lên. Xử lý thành công các điểm yếu an ninh bảo mật trong các thuật toán đào tạo AI và ML là yếu tố quan trọng để có thể ứng dụng công nghệ 6G vào việc xây dựng một tương lai an toàn có khả năng chống chịu và mở rộng.
Đối với an ninh mạng 6G, mục tiêu dài hạn là hướng tới một mạng tự trị, tự bảo tồn, có khả năng độc lập phản ứng trước các mối đe dọa tiềm tàng mà không gây gián đoạn cho việc sử dụng bình thường. Trong bối cảnh các loại hình mạng lưới có khả năng chống chịu đe dọa chưa thực sự định hình, các nhà nghiên cứu đang điều tra các phương pháp ứng dụng công nghệ ML vào mục đích xấu để làm cơ sở huấn luyện các mô hình xác định những mối đe dọa tiềm tàng và cách phản ứng thích hợp. Đây là vai trò cốt lõi của công nghệ AI trong kiến trúc an ninh mạng 6G dự kiến.
Tài liệu tham khảo:
1. https://www.viettelnet.vn
2. https://www.ictnews.vietnamnet.vn
3. https://www.feeblytech.com
4. https://www.spatial.io
5. https://pcmag.com
Nguyễn Công Minh
Trung tâm Viễn thông 4 - Viễn thông Hà Nội