5G作为新一代的移动通信技术,正引领全球进行一场空前的数字化转型。相关机构预测到2025年中国5G用户数量将由目前的5.18亿增长到8.16亿,增长率将达到57%。随着5G市场规模的不断扩大,垂直行业日渐增长的差异化需求也驱使着5G朝着更丰富使能的方向发展。网络切片作为5G网络关键技术之一,在为千行百业提供多样化定制服务的同时,其安全性能也受到越来越高的重视。在使用5G网络承载高安全等级切片业务时,行业标准中所提供的认证鉴权等安全机制仍不能满足垂直行业较高的安全需求,如何保证网络切片在其生命周期内的安全性成为了学术界和产业界内关注的重点。目前,网络切片生命周期内的安全问题包括:（1）在部署阶段,同质化的切片网元共存在底层网络中导致切片产生安全隔离的问题,而粗粒度的隔离方法会使底层资源利用率降低;（2）运行过程中,管理者难以根据复杂且多维的网络安全信息来判定节点的安全态势,且序贯式的虚拟网络功能（Virtual Network Function,VNF）迁移方法会使得切片系统整体的安全态势提升无法达到最优;（3）安全需求变化时,静态的安全功能组合方法难以获得安全功能扩展的最佳位置,并使得安全服务的请求接受率和抗攻击性降低。针对以上所述问题,本文主要进行了以下三个方面的研究:（1）提出了一种面向安全隔离的细粒度网络切片部署方法,解决了粗粒度的逻辑隔离方法造成的底层资源利用率降低的问题。首先,分析了5G核心网隔离体系的构建方式,通过在核心网切片架构的硬件层、虚拟化层和网元功能层三部分中采取差异化的隔离措施来构建完整的隔离体系。然后,设计了一个细粒度的切片安全隔离度计算方法,通过同驻网元间的异构度和网元共享情况来衡量虚拟化层和网元功能层的隔离度。最后在面向安全隔离的切片部署阶段,提出了一种基于竞争学习粒子群算法的网络切片部署方法,避免了粒子对最优解盲目追随从而陷入局部最优。仿真结果表明,该方法能够提高切片的请求接受率,并且满足垂直行业切片分级化隔离需求。（2）提出了一种基于安全态势预测的虚拟网络功能迁移方法,解决了被动式和序贯式的VNF迁移方法使得切片系统整体安全态势提升较低的问题。该方法首先通过GRU神经网络对底层物理节点未来的安全态势进行预测,然后根据VNF自身防护需求设置容忍限度值,以降低待迁移VNF数量。最后为了得到并发迁移的最优解,提出了一种基于麻雀搜索算法的VNF迁移方法,并针对算法中种群初始化易产生大量无效解和易陷入局部最优的问题进行了改进。仿真结果表明,该方法能够根据安全态势预测情况对VNF进行有效迁移,提升了切片系统总体的安全态势提升值。（3）提出了一种基于攻击图的安全功能协同组合与扩展方法,解决了静态的虚拟安全功能组合和构建方法使得安全服务的请求接受率和抗攻击性降低的问题。首先,提出了一种基于攻击图的安全评估方法,该方法通过对VSF中的漏洞信息进行评价和对攻击序列的关联性进行分析,可以得到扩展方案的安全性评估。在提供安全服务时,设计了一种基于双层编码的VSF组合和扩展方案编码方式,在兼顾资源开销和安全性的基础上,利用海鸥算法求解出综合评价指数最高的扩展方案。仿真结果表明,所提方法可以有效地提高服务的请求接受率和扩展方案的综合评价指数。