吴国发
(2020年5月5日)
内容提要:本文首先指出中国互联网安全的致命问题,再介绍域名、IPv4、IPv6和IP地址。然后,重点阐述IPv6网络和“雪人计划”的发起和实施,论证“IPv6和雪人计划没有解决中国的网络安全问题”。
因特网(Internet)自从1969年诞生以来,发展迅猛。现在,世界各国的政治、军事、经济、科技、文化、教育、医疗、生活、金融等各个领域都被因特网联系在一起了。
因此,全球因特网(中国国内叫互联网)的安全对于世界各国都是十分重要的问题。
1.中国互联网安全存在的致命问题
全球因特网的总核心、总枢纽(树根)、主干网(树干)都在美国。美国因特网是全球因特网的根和主干;而中国因特网(互联网)是全球因特网的分支(树枝)。
从美国的全球因特网总枢纽到中国,有三条海底光缆管道,分别到青岛、上海(崇明岛)、汕头。这三条海底光缆与中国内地的互联网光缆联结。
因此,中国不存在网络主权。美国可以在半个小时之内使得中国的因特网系统瘫痪,从而使中国的城市交通监控系统、铁路调度系统、电力调度系统、航空管理系统、金融网络系统、公共安全监控系统等和大型重要信息系统瘫痪。
中科院信息安全国家重点实验室吕述望教授(北京知识安全工程中心主任)曾经正确地指出:“美国随时可以关掉中国的互联网。”
2. IPv4、IPv6和中国受到的IP地址限制
2.1. 网站域名、IPv4、IPv6和IP地址的概念
因特网上的网站域名是网站的标示,通常用英语字母和数字表示。例如,中华网的域名是China.com;网易公司的电子邮箱网站的域名是163.com。每个域名都有对应的用数字表示的地址,称为IP地址。例如,某人电脑上网用的网站IP地址是115.89.125.236。
IPv4和IPv6是因特网域名解析协议,其作用是把域名用数字表示,再把数字转换成机器代码。因特网域名解析协议是公开的技术,而不是秘密的技术。
IPv4(Internet Protocolversion 4)使用2进制域名IP地址。IPv4的域名IP数字地址有32位。IP地址的个数是2的32次方,包含了大约42亿个IP地址。目前,全球的网站大部分使用IPv4地址。
IPv6(InternetProtocol version 6)也使用2进制域名IP地址。IPv6的域名IP数字地址有128位。IP地址的个数是2的128次方。因此,IPv6的域名IP地址足够人类使用万万亿年。
2.2. 中国受到IPv4网络IP地址的限制
IPv4域名地址是由美国分配的。中国的因特网用户占全球是25%。但是,中国只拥有5%的IP地址。中国被分配的IP地址少于印度。美国麻省理工学院一所大学占有的IPv4顶级域名比中国全国占有的IPv4顶级域名还多。美国的IPv4域名地址可以用到2030年以后,但是,中国的IPv4顶级域名基本上用完了。
截至2019年12月,全球约有6.5亿个有效网络域名,平均大概每11个人一个域名。美国大约有1.2亿个有效网络域名,平均每3人一个域名。而中国目前只有1840万个有效域名,平均每74人才有一个域名,不到世界人均水平的六分之一,是美国人均水平的二十五分之一。美国有大约1亿个网站,中国则只有320万个网站,相差30多倍。
3. 雪人计划的发起和计划的目的
“雪人计划”(Yeti DNS Project)是由美国专家和日本组织提议、中国下一代互联网国家工程中心主持、中国资助的大型项目。
中国下一代互联网国家工程中心(China Future Internet EngineeringCenter,CFIEC),是由北京市发改委于2012年认定的北京市工程研究中心,并于2015年由国家发改委批复升级为国家地方联合工程研究中心。下一代互联网国家工程中心专家委员会由邬贺铨院士(时任中国工程院副院长)领衔,来自国内外36位互联网基础技术领域最具影响力的专家学者共同组成。
2015年6月23日,由中国下一代互联网工程中心(CFIEC)牵头,联合日本WIDE机构(M根服务器运营者)、因特网先驱美国Paul Vixie(保罗·维克谢)博士、因特网域名工程中心(ZDNS)等组织和个人共同发起、创立了雪人计划。
雪人计划是美国Paul Vixie(保罗·维克谢)博士和日本WIDE机构提议的。雪人计划英文名Yeti DNS Project中的Yeti是日文“雪人”的英译。保罗·维克谢是因特网的先驱者、国际因特网名人堂入选者。他是美国远见安全(Farsight Security)公司的董事长和首席执行官。
“雪人计划(YetiDNS Project)”是基于全新技术架构的全球下一代因特网(IPv6)根服务器测试和运营实验项目,其目的是打破现有的13个根服务器困局,为下一代因特网提供更多的根服务器解决方案。
4. 全球IPv6网络和雪人计划的意义
4.1. 雪人计划的成果和全球IPv6网络
经过两年半的实施,到2017年12月底,雪人计划基本完成,取得了很大成果。主要成果是建立了联结16个国家的IPv6网络。
截至2017年11月26日,在与现有IPv4根服务器体系架构充分兼容基础上,雪人计划在美国、日本、印度、俄罗斯、德国、法国等全球16个国家完成25台IPv6根服务器设置,形成了13台原有IPv4根服务器加25台IPv6根服务器的新格局。其中中国部署了4台根服务器,包括1台主根服务器(不是真正的主根服务器)和3台辅根服务器。
4.2. 雪人计划的积极意义
虽然雪人计划只是一个测试计划,而且雪人计划的实施、完成未能保障中国互联网的安全,但是,完成雪人计划还是有积极意义的。
雪人计划的积极意义如下:
第一,通过联合全球机构来做测试和试运营,实际验证在IPv6协议下根服务器可以突破13台的限制,并且获得了第一手的运营、故障排查和维护的经验,为IPv4网络过渡到IPv6网络扫清了技术上的障碍。
第二,在全世界范围内获得了一大批支持的国家。他们愿意一起在IPv6时代共同治理全球因特网,形成了打破全球因特网由美国单边治理的共识。
第三,当IPv6时代真正来临的时候,如果美国依然想控制根服务器,中国有技术能力和影响力来召集众多“盟友”与之抗衡。事实上,美国已经意识到因特网单边管治的时代可能会结束,所以很早就作为一个成员国参与了雪人计划IPv6网络的测试。
5. 雪人计划没有解决中国的网络安全问题
很多人说,“因为中国现在有了4个根服务器,所以在IPv6时代我们完全可以和美国在因特网治理上平起平座了”;“中国有独立自主、安全可靠的IPv6网络系统了”。事实并非如此。
(一)雪人计划是一个在测试环境中的“实验室”项目。该计划已经在2017年12月底结束。它是一个暂时的、允许失败的前期技术测试项目,严格地来说甚至不能算作是“技术原型”,更不是在生产环境中的“官方”根服务器部署。
中国正在努力推进IPv6根服务器在中国的落地。但是,中国互联网协会理事长邬贺铨院士说:“我们国家在探讨IPv6建设过程中,提出过要增强(IPv6)主根的部署。不过尚不明确主根最终能否以及有多少可以建在国内。”
(二)雪人计划设立的中国IPv6“主根服务器”并非完全独立,不是真正的主根服务器,而是在美国的IPv4主根服务器之下的测试性服务器。IPv6根服务器继承了IPv4中F根服务器(设在美国弗吉尼亚州)中的基础数据,包括所有顶级域名的数据。中国的IPv6“主根服务器”受美国的IPv4主根服务器和F服务器的控制、监视。
(三)从技术上来看,根服务器之间也并不平等。雪人计划新增的25台IPv6根服务器的地位事实上要低于之前的13台IPv4根服务器。正如邬贺铨院士所说,“IPv4的根服务器对IPv6的根服务器依然拥有解释权。所以即便未来中国有了IPv6的根服务器,也并不意味着中国就能起到主导作用。”
(四)IPv6的安全性能不如IPv4。在IPv4网络,网站(因特网空间实体)IP地址可以是动态的。而在IPv6网络,每一个网站都有一个确定的、静态IP地址,所以IPv6系统便于敌人对目标网站精准定位,精准打击。因此,美国政府部门和美国军队都不使用IPv6。美国是故意推给中国用大量经费建设试验性IPv6系统,而不是没有能力建设IPv6系统。
(五)基于“同一个世界,同一个互联网,同一个域名空间”的理念,雪人计划没有试图进行“域名空间分叉”。雪人计划所做的所有测试都是基于IPv4的架构下的拓展,而并非“另起炉灶”重新建立一套新的域名管理系统和根服务器。这就是说,无论是IPv4网络还是IPv6网络,全球因特网的总核心、主干网、总枢纽、主根服务器、万维网总站仍然在美国,由美国的企业控制和管理。
因此,IPv6和雪人计划根本没有解决中国的网络安全问题。
6. 雪人计划之后的任务和目标
雪人计划在2017年12月基本完成。雪人计划完成之后,关于IPv6网络,中国的后续任务和目标是什么?
据新华社2017年11月26日报道,近日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,并发出通知,要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。《计划》要求,用5到10年时间,形成下一代互联网自主技术体系和产业生态,建成全球最大规模的IPv6商业应用网络,实现下一代互联网在经济社会各领域深度融合应用,成为全球下一代互联网发展的主导力量。
中国“成为全球下一代互联网发展的主导力量”是十年的目标。
但是,正如我们在第一部分所说,全球因特网由美国主导,受美国控制。因此,即使中国十年内(到2027年)建成了“全球最大规模的IPv6商业应用网络”,也不可能“成为全球下一代互联网发展的主导力量”。中国要成为全球IPv6网络的主导力量,必须花30年左右时间。
要保障中国的互联网安全,必须完成三项关键任务。本文不讨论此任务。
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