# AWS 上的 5G 威胁检测模拟      网络安全硕士论文项目（爱尔兰国立学院）：一个在 AWS 上构建的模拟私有 5G 网络，用于评估 Amazon GuardDuty 检测针对电信基础设施的真实攻击的能力。 **概览** - 在 AWS 上模拟了完整的私有 5G 协议栈 —— Open5GS 核心网 + srsRAN 无线接入网 (RAN) —— 跨越专用的多子网 VPC。 - 针对该环境发起了真实的攻击场景（端口/网络扫描、SSH 暴力破解、DNS 外泄）。 - Amazon GuardDuty 记录了 **350 多项发现**，包括高严重性的 **TorRelay** 和 **DNS 外泄**活动，涵盖 UnauthorizedAccess: unauthorized access、Recon 和 PrivilegeEscalation 类别。 - 完整的详细说明、方法论和截图请见 [final.pdf](final.pdf)。 ## 概述 本项目演示了如何在 Amazon Web Services (AWS) 上设置模拟的私有 5G 网络，以评估 Amazon GuardDuty 的实时威胁检测能力。该环境使用 Open5GS 提供核心网功能，并使用 srsRAN 进行无线接入网 (RAN) 模拟。它包含了针对威胁模拟场景的配置，例如网络扫描、暴力破解和 DNS 外泄，以测试 GuardDuty 的检测准确性、响应时间和性能开销。 此设置提供了一个安全、云原生的测试平台，用于将 5G 网络与 AWS 安全服务集成，非常适合探索现代电信基础设施中的网络安全。 **展示的核心技能：** - AWS 服务（EC2、VPC、GuardDuty、CloudTrail、VPC Flow Logs） - 5G 网络模拟（Open5GS、srsRAN） - 网络安全与威胁模拟（nmap、SSH 暴力破解、DNS 外泄） - Linux 系统管理（Ubuntu、Amazon Linux） - DevOps 工具（Git、Meson、Ninja、CMake） ## 系统要求 ### 硬件要求 | 组件 | 实例类型 | 存储 | 操作系统 | 网络 CIDR | 子网 | |---------------|---------------|--------------|------------------------|--------------|------------------| | 核心实例 | t2.medium | 20 GiB (gp2) | Ubuntu Server 20.04 LTS| 10.0.0.0/16 | Core: 10.0.1.0/24| | RAN 实例 | t2.medium | 20 GiB (gp2) | Ubuntu Server 20.04 LTS| 10.0.0.0/16 | RAN: 10.0.2.0/24 | ### 软件要求 | 组件 | 必需软件 | |---------------|---------------------------------------| | 核心实例 | Open5GS, MongoDB, build-essential, meson, ninja-build | | RAN 实例 | srsRAN, libuhd-dev, cmake, gcc | ### 依赖项 | 组件 | 必需工具 | |---------------|------------------| | 核心实例 | net-tools, curl | | RAN 实例 | nmap, iperf3 | ### AWS 服务与策略 - **IAM 策略：** AmazonEC2FullAccess, AmazonVPCFullAccess, AmazonGuardDutyFullAccess, CloudWatchLogsFullAccess - **网络：** 带有 Internet Gateway 的 VPC，用于 Core 和 RAN 子网的 Security Groups ## 设置说明 按照以下步骤重现该环境。有关详细的复现信息，请参阅 [附录](#appendix-detail-instructions-for-result-reproduction) 或附带的 [final.pdf](final.pdf)。 ### 1. 创建 VPC 和子网 - VPC：MVP-5G-VPC (CIDR: 10.0.0.0/16) - 核心子网：MVP-5G-Core-Subnet (CIDR: 10.0.1.0/24) - RAN 子网：MVP-5G-RAN-Subnet (CIDR: 10.0.2.0/24) ### 2. 创建并附加 Internet Gateway - Internet Gateway：MVP-5G-IGW 附加到 MVP-5G-VPC ### 3. 配置路由表 - 核心路由表：MVP-5G-Core-RT，路由 0.0.0.0/0 指向 MVP-5G-IGW，关联至 MVP-5G-Core-Subnet ### 4. 启动 EC2 实例 - **核心实例：** MVP-5G-Core-Instance (Amazon Linux 2, t2.micro, MVP-5G-Core-Subnet, 安全组：SSH 22, HTTP 80) - **RAN 实例：** MVP-5G-RAN-Instance (Amazon Linux 2, t2.micro, MVP-5G-RAN-Subnet, 安全组：SSH 22, 自定义 TCP 8080) ### 5. 在核心实例上安装并配置软件 - SSH 登录核心实例：`ssh -i AmmadMVPKeyPair.pem ec2-user@` - 更新：`sudo yum update -y` - 安装 Apache：`sudo yum install httpd -y` - 启动 HTTP：`sudo systemctl start httpd && sudo systemctl enable httpd` - 创建网页：`echo "

MVP 5G Core Instance

" > /var/www/html/index.html` 对于 Open5GS 设置（在 Ubuntu 实例上）： - 安装依赖：`sudo apt install -y build-essential meson ninja-build ...` (完整列表见 PDF) - 克隆并构建 Open5GS：`git clone https://github.com/open5gs/open5gs.git && cd open5gs && meson build --prefix=`pwd`/install && ninja -C build install` - 启动 MongoDB：`sudo apt install -y mongodb && sudo systemctl start mongodb` - 添加订阅者：`./open5gs-dbctl add 001010123456789 123456789012345` - 启动服务：`./open5gs-mmed & ./open5gs-smfd & ...` ### 6. 在 RAN 实例上安装并配置软件 - SSH 登录 RAN：`ssh -i AmmadMVPKeyPair.pem ec2-user@` - 更新：`sudo yum update -y` - 安装 curl：`sudo yum install curl -y` 对于 srsRAN 设置： - 安装依赖：`sudo apt install -y git build-essential cmake libconfig++-dev` - 克隆并构建：`git clone https://github.com/srsran/srsRAN.git && cd srsRAN && mkdir build && cd build && cmake ../ && make && sudo make install` - 配置 gNB：编辑 `/usr/local/etc/srsran/gnb.conf` 设置核心 IP - 启动 UE 模拟器：`sudo srsue` ### 7. 模拟网络流量和威胁 - 从 RAN 到核心：`curl http://` 或循环：`while true; do curl http://; sleep 1; done` - 安装 nmap：`sudo yum install nmap -y` - 端口扫描：`nmap -sS -Pn ` - SSH 暴力破解：`ssh ec2-user@` (模拟失败的尝试) - DNS 外泄：`sudo yum install bind-utils -y && dig baddomain.example.com && nc -zv 23-25` ### 8. 启用并监控 GuardDuty - 在 AWS Console 中启用 GuardDuty - 监控已检测威胁的发现结果（例如：TorRelay、Recon、UnauthorizedAccess: unauthorized access） ## 结果 - GuardDuty 检测到 350 多项发现，包括 TorRelay 和 DNS 外泄等高严重性威胁。 - 常见发现类型：UnauthorizedAccess: unauthorized access、Recon、PrivilegeEscalation。 - [final.pdf](final.pdf) 中提供了图表和摘要，展示了严重性分布和攻击详情。 ## 参考文献 1. Open5GS 仓库：https://github.com/open5gs/open5gs 2. MongoDB 社区版：https://www.mongodb.com/docs/manual/installation/ 3. srsRAN 仓库：https://github.com/srsran/srsRAN 4. Ubuntu Server 20.04 LTS：https://ubuntu.com/download/server 5. 构建工具：https://packages.ubuntu.com/ 6. Meson 构建系统：https://mesonbuild.com/ 7. Ninja 构建系统：https://ninja-build.org/ 8. BIND 工具 (dig)：https://linux.die.net/man/1/dig 9. Netcat (nc)：https://netcat.sourceforge.net/ ## 附录：结果复现的详细说明 | 说明 | 代码/输出 | |--------------|-------------| | 使用 Root 权限 | - 访问类型：AWS Management Console access
- 策略：AmazonEC2FullAccess, AmazonVPCFullAccess, AmazonGuardDutyFullAccess, CloudWatchLogsFullAccess | | 创建 VPC 模拟 5G 网络 | MVP-5G-VPC
10.0.0.0/16 | | 核心子网 | MVP-5G-Core-Subnet
10.0.1.0/24 | | RAN 子网 | MVP-5G-RAN-Subnet
10.0.2.0/24 | | 创建并附加 Internet Gateway | MVP-5G-IGW
MVP-5G-VPC | | 配置路由表 | MVP-5G-Core-RT
目标 0.0.0.0/0 → 下一跳 MVP-5G-IGW
MVP-5G-Core-Subnet | | 启动 EC2 实例 | 核心：MVP-5G-Core-Instance, Amazon Linux 2, t2.micro, MVP-5G-Core-Subnet, SSH(22), HTTP(80)
RAN：MVP-5G-RAN-Instance, Amazon Linux 2, t2.micro, MVP-5G-RAN-Subnet, SSH(22), 自定义 TCP(8080) | | ... (完整附录见 PDF) | ... | 有关包含截图和详细输出的完整指南，请下载 [final.pdf](final.pdf)。 此设置展示了对云安全、5G 技术和威胁建模的实践经验——非常适合网络安全、云工程或电信领域的职位。欢迎联系合作！ **Ammad Ud Din Bajwa** — 网络安全硕士，爱尔兰国立学院 · SOC Analyst | Incident Response | Cybersecurity Operations [LinkedIn](https://www.linkedin.com/in/ammaduddinbajwa) · [GitHub](https://github.com/ammaduddinbajwa) · ammaduddinbajwa702@gmail.com

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