Επιθέσεις και αντίμετρα σε 5g/6g δίκτυα επικοινωνιών
| datacite.contributor.RelatedPerson | Κομνηνός, Ανδρέας | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Βλάχος, Κυριάκος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Σκλάβος, Νικόλαος | |
| dc.contributor.author | Μηνόγιαννης, Δημήτριος | |
| dc.contributor.other | Minogiannis, Dimitrios | |
| dc.date.accessioned | 2026-07-14T09:50:19Z | |
| dc.date.available | 2026-07-14T09:50:19Z | |
| dc.date.issued | 2026-07-10 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την ανάλυση και την πρακτική υλοποίηση επιθέσεων σε δίκτυα 5ης Γενιάς (5G) αυτόνομης λειτουργίας. Τα δίκτυα 5G αντιπροσωπεύουν μια θεμελιώδη αλλαγή στον τρόπο σχεδίασης των κινητών επικοινωνιών, εισάγοντας αρχιτεκτονική εγγενούς νέφους, ευέλικτη διαχείριση συναρτήσεων δικτύου και υψηλές απαιτήσεις σε επίδοση και αξιοπιστία. Παράλληλα όμως, η πολυπλοκότητα αυτή φέρνει νέες κατηγορίες αδυναμιών ασφάλειας που δεν υπήρχαν στις προηγούμενες γενιές.Για την πρακτική μελέτη των αδυναμιών αυτών στήθηκε ένα πλήρες εργαστηριακό περιβάλλον βασισμένο στο OpenAirInterface (OAI) 5G Core και τον προσομοιωτή UERANSIM, με χρήση Docker containers (περιεκτών) και σύνθεσης (Docker) για την ενορχήστρωση των Συναρτήσεων Δικτύου. Το περιβάλλον αυτό υποστηρίζει έως 100 εικονικές συσκευές χρήστη και υλοποιεί πλήρη αρχιτεκτονική 5G αυτόνομης λειτουργίας με τις βασικές Συναρτήσεις Δικτύου: AMF, SMF, UPF, NRF, UDM, UDR και AUSF.Στο πλαίσιο της εργασίας υλοποιήθηκαν τέσσερις κατηγορίες επιθέσεων, στοχευμένες να αναδείξουν κενά ασφάλειας βάσει της τριάδας αξιολόγησης (CIA), δηλαδή Εμπιστευτικότητα, Ακεραιότητα και Διαθεσιμότητα. Η πρώτη αφορά επίθεση Διαμέσου (Man-in-the-Middle) στη διεπαφή N6, όπου αποδεικνύεται η δυνατότητα υποκλοπής δεδομένων χρηστών λόγω έλλειψης κρυπτογράφησης από άκρο σε άκρο μετά τη Συνάρτηση Επιπέδου Χρήστη (UPF). Η δεύτερη είναι επίθεση Καταιγίδας Σηματοδοσίας (Signaling Storm), κατά την οποία μαζικά αιτήματα εγγραφής από έως και 100 εικονικές συσκευές οδηγούν σε υπερφόρτωση του AMF και κατάρρευση του SMF. Η τρίτη επίθεση, Δηλητηρίαση του Καταλόγου Υπηρεσιών (NRF Poisoning), εκμεταλλεύεται την έλλειψη αμοιβαίας αυθεντικοποίησης (mTLS) στη διεπαφή επικοινωνίας μεταξύ Συναρτήσεων Δικτύου για να εγγράψει ψευδείς συναρτήσεις στον κεντρικό κατάλογο υπηρεσιών. Τέλος, η τέταρτη επίθεση αφορά την ανάπτυξη Ψευδούς Σταθμού Βάσης (Rogue gNB) που γίνεται αποδεκτός από το AMF χωρίς αυθεντικοποίηση, εκθέτοντας το IMSI, δηλαδή το μοναδικό αναγνωριστικό της κάρτας SIM, των χρηστών.Για κάθε επίθεση αναλύονται τα αντίμετρα που ορίζονται σύμφωνα με τα πρότυπα 3GPP.Τα αποτελέσματα συνοδεύονται από πραγματικές μετρήσεις και εργαλεία οπτικοποίησης. Η εργασία ολοκληρώνεται με ανάλυση της εξέλιξης των εν λόγω αδυναμιών στα δίκτυα 6ης Γενιάς (6G), δεδομένου ότι το 6G κληρονομεί σε μεγάλο βαθμό την αρχιτεκτονική του 5G και κατά συνέπεια τα θεμελιώδη προβλήματα ασφάλειάς της. | |
| dc.description.translatedabstract | This thesis deals with the analysis and practical implementation of attacks on 5th Generation (5G) Standalone networks. 5G networks represent a fundamental shift in the design of mobile communications, introducing cloud-native architecture, flexible management of network functions and high requirements in performance and reliability. At the same time, however, this complexity brings new categories of security vulnerabilities that did not exist in previous generations.For the practical study of these vulnerabilities, a complete laboratory environment has been set up based on OpenAirInterface (OAI) 5G Core and the UERANSIM simulator, using Docker containers and Docker Compose for the orchestration of Network Functions.This environment supports up to 100 virtual user devices and implements a full 5G Standalone architecture with the core Network Functions: AMF, SMF, UPF, NRF, UDM,UDR and AUSF.Within the scope of this thesis, four categories of attacks were implemented, targeting security gaps based on the CIA triad, namely Confidentiality, Integrity and Availability.The first concerns a Man-in-the-Middle attack on the N6 interface, where the possibility of intercepting user data is demonstrated due to the lack of end-to-end encryption beyond the UPF. The second is a Signaling Storm attack, in which massive registration requests from up to 100 virtual devices lead to AMF overload and SMF collapse. The third attack, NRF Poisoning, exploits the absence of mutual TLS authentication on the SBI interface to register fake Network Functions in the service registry. Finally, the fourth attack concerns the deployment of a Rogue Base Station (Rogue gNB) that is accepted by the AMFwithout authentication, exposing the IMSI of users.For each attack, the countermeasures defined by 3GPP protocols are analysed. The results are accompanied by real measurements and visualisation tools. The thesis concludes with an analysis of how these vulnerabilities are expected to evolve in 6th Generation (6G) networks, given that 6G largely inherits the architecture of 5G and consequently its fundamental security issues. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/32538 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Attribution-NoDerivatives 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Κυβερνοασφάλεια | |
| dc.subject | Δίκτυα 5g/6g | |
| dc.subject.alternative | Cybersecurity | |
| dc.subject.alternative | 5g/6g networks | |
| dc.title | Επιθέσεις και αντίμετρα σε 5g/6g δίκτυα επικοινωνιών | |
| dc.title.alternative | Attacks and countermeasures in 5g/6g communication networks |