📘 AI時代系列(4)：AI 驅動的電信網路規劃與設計 🌐
54/100 第六週：📌 電信安全與防護
54. 防火牆與入侵檢測系統 IDS/IPS —— 網路防護的第一道防線
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🎯 單元導讀
在電信網路中，無論是 核心網 (Core Network)、承載網 (Transport Network) 或 接入網 (RAN)，第一道防線通常是 防火牆 (Firewall) 與 入侵檢測/防禦系統 IDS/IPS。
它們的主要任務是：
• 防火牆：流量管制，阻擋未授權存取。
• IDS/IPS：威脅檢測與防禦，即時識別異常攻擊行為。
👉 在 5G 與雲原生時代，這些系統必須與 AI/大數據 結合，才能應對 DDoS、APT、零日攻擊等新型威脅。
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🧠 一、防火牆（Firewall）
• 類型：
o 包過濾防火牆：檢查 IP/Port，效率高但智能不足。
o 狀態檢測防火牆 (Stateful Firewall)：追蹤連線狀態，能識別合法會話。
o 應用層防火牆 (Next-Generation Firewall, NGFW)：能解析協定，如 SIP、Diameter。
• 電信應用場景：
o 保護 核心網介面 (S1、N2、N4、N6)。
o 過濾異常信令，避免非法訪問 EPC/5GC。
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🧠 二、入侵檢測與防禦 IDS/IPS
• IDS (Intrusion Detection System)：監測流量，警告可疑行為，但不主動阻斷。
• IPS (Intrusion Prevention System)：在 IDS 基礎上 主動阻擋攻擊流量。
• 檢測方式：
o 特徵式檢測 (Signature-based)：比對已知攻擊特徵。
o 異常檢測 (Anomaly-based)：利用 ML/統計檢測異常行為。
• 電信應用場景：
o 偵測 DDoS 攻擊 → 即時阻斷。
o 偵測 偽基站或異常信令流量。
o 偵測 SIM Box Fraud（SIM 詐騙）。
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🔁 三、ASCII 架構示意
[Internet] ──► [Firewall] ──► [IDS/IPS] ──► [Core Network]
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過濾未授權流量 偵測 & 阻擋攻擊
這個示意圖展示了電信或企業網路中最基本的安全防線：來自 Internet 的流量首先通過 防火牆 (Firewall)，在這一層主要負責過濾未授權的存取與連線，確保僅允許合法協定與埠號進入；接著流量進入 入侵偵測/防禦系統 (IDS/IPS)，這一層除了比對已知攻擊特徵，也能透過異常行為分析即時偵測可疑活動，並主動阻擋攻擊；最後，經過這兩層安全檢測後的合格流量才會送往 核心網路 (Core Network)，確保內部服務與用戶不受惡意威脅影響。整體而言，這是一個「先粗篩、再精查」的多層安全防禦流程。
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🧪 四、防護策略
1. 多層防護 (Defense in Depth)
o 防火牆負責「邊界封鎖」，IDS/IPS負責「威脅檢測」。
o 結合 TLS/IPSec/SRTP 加密，形成多重保護。
2. AI 驅動威脅分析
o 利用 ML 模型檢測零日攻擊模式。
o 流量可視化 → 快速識別異常行為。
3. 電信特化防護
o NGFW 需支援 電信協定 (SIP、Diameter、GTP)。
o IPS 需即時辨識 大規模信令洪水攻擊。
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💼 五、實務題
1. 基礎題
o 問題：防火牆與 IPS 的主要差別是什麼？
o 答案：防火牆主要做流量存取控制，IPS 能檢測並主動阻擋攻擊。
2. 應用題
o 問題：如何利用防火牆保護 5GC 的 N6 介面？
o 答案：限制僅允許經過合法認證的流量，並阻擋異常數據洪水。
3. 設計題
o 問題：你會如何設計一個 DDoS 防護架構？
o 答案：邊界防火牆過濾，IPS 檢測流量異常，Scrubbing Center 清洗惡意流量，AI 模型進行行為預測。
4. 診斷題
o 問題：若 VoLTE 訊號遭受 SIP Flood 攻擊，如何應對？
o 答案：在 NGFW/IPS 啟用 SIP 協定解析，過濾異常 INVITE 請求，並啟動速率限制。
5. 進階題
o 問題：AI 在 IDS/IPS 的應用有什麼優勢？
o 答案：可偵測未知攻擊，提升零日威脅防護能力。
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✅ 六、小結與啟示
• 防火牆：第一道防線，負責邊界流量控制。
• IDS/IPS：動態威脅檢測，確保網路不受入侵。
• AI/大數據：成為新一代防禦的關鍵，使防火牆與 IDS/IPS 具備「學習」與「預測」能力。
👉 在電信環境中，多層防護 + AI 智能檢測，是應對 5G/6G 新威脅的必然方向。
