5G技术将面临哪些困难?

随着5G网络的大量推出，人们越来越担心向后兼容和老的易受攻击的技术，什么是向后兼容，它会对5G产生怎样的影响，它是否也会影响硬件？

什么是向后兼容？

向后兼容性是一种新技术可以支持以前技术的硬件和软件的概念。例如，在现代处理器（如Intel和AMD）中，向后兼容性是一个很强的组件，因此指令集随着时间的推移而扩展，但仍然可以执行过去的代码。另一个向后兼容的例子是现代微软操作系统（如Windows10）如何运行以前版本的Windows（如Windows95）中的代码。

向后兼容性如何有用？

向后兼容性在技术的各个方面都起着至关重要的作用，包括大型机、计算机硬件、微控制器和操作系统。能够支持旧技术的系统和硬件允许工程师维护可能仍然发挥关键作用的老一代技术。向后兼容性是必要的一个例子是预期寿命超过30年的核反应堆，它使用大量的传感器。假设工厂将接受控制室升级（例如改进的网络连接或操作系统）。在这种情况下，这些系统需要能够与预先存在的基础设施一起工作，包括传感器。

可以观察到向后兼容性的一个例子是微控制器的PIC范围。虽然每一代PIC微控制器使用不同的寄存器和数据总线宽度，但大多数都支持一个基本指令集，而且更现代的PIC微控制器扩展了指令以允许更复杂的操作。但是，核心指令集仍然存在，这意味着旧的PIC代码将始终以最小的代码更改工作。

5G容易受到旧技术的影响吗？

向后兼容性允许旧技术保持不变，这在该技术仍在使用的情况下特别有用，但使新系统向后兼容并不总是一个好主意。5G，下一代蜂窝技术，将有助于推动一个由物联网（IoT）、人工智能和自动驾驶汽车等技术驱动的更加互联的世界。与前代产品不同，5G为连接设备提供了高下载速度（超过1Gbps）、低延迟和更多同时连接的能力。虽然5G加密了更多的数据，以及更强大的安全协议的引入，但由于向后兼容的系统，它可能面临风险。

在新加坡举行的科技安全会议Black Hat Asia包括研究人员，他们展示了5G等现代网络如何容易受到已有数十年历史但仍能连接到此类网络的系统的攻击。许多系统内置的向后兼容性允许旧设备连接到5G网络（例如那些不能支持最新安全协议的设备）。例如，信令系统是电话交换网络中用于网络转换、建立和断开呼叫、短信和预付费计费的协议技术。该协议建立于1975年，此后几乎没有改变，它在现代蜂窝网络中的使用可能允许攻击者绕过双因素身份验证并拦截电话呼叫。

漏洞也源于仍在使用中但无法使用最新操作系统的设备。例如，数以百万计的操作系统过时的智能手机仍在流通，而且每多出一年，这些设备仍在运行，就增加了遭受攻击的可能性。如果此类设备可以访问5G网络，这可能导致攻击者劫持旧硬件上的5G连接。但是旧的硬件通常需要过时的协议（如SS7），5G将支持这种协议（这允许3G和4G设备连接到5G网络）。因此，这些较旧的协议也可能不会使用最新的安全协议进行更新，从而为攻击者提供另一个入口点。

硬件应该向后兼容吗？

自从第一台IBM PC问世以来，硬件兼容性在PC行业一直很重要。新计算机能够与旧计算机对话，这使得无需转换文件或购买新硬件（即外围设备）即可轻松过渡。在早期PC时代，向后兼容性也是至关重要的，因为快速变化的技术允许频繁地引入新功能，而不需要整个计算行业改变其基本原理。例如，DDR、DDR2和DDR3的引入允许提高内存速度，但是这些特性对最终用户仍然是透明的，新的和旧的硬件仍然可以工作。

然而，如5G蜂窝网络所示，向后兼容的系统意味着底层机制不能被显著改变。如果此类系统（如指令集）包含漏洞，则攻击者可以在集成向后兼容性的任何硬件中利用这些漏洞。虽然现代系统可能能够检查可疑活动的安全硬件，但其结果可能是合法系统无法正常工作。

但是，向后兼容系统还提出了另一个问题：一个40年前的软件或硬件是否仍能在现代计算机上运行？如果一个系统与40年前的系统（如ibmpc）是硬件兼容的，那么这意味着硬件的基本原理是什么呢？随着时间的推移，技术也在进步，如果今天的PC是从头开始设计的，与IBM PC标准相比，它很可能无法识别。例如，CPU很可能不使用代码和数据段寄存器，低速总线很可能被单一的、统一的高速总线取代，主板可能包括多个CPU插座作为标准，图形内存甚至可以与标准内存完全分开。指令集将被重新设计，以考虑现代语言和编程方法，操作系统将被重新编码，使安全的基础，网络协议将设计与物联网的想法。
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