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IPv6、雪人计划和网络安全
2020-05-29
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    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”。

    关键词:因特网互联网网络安全 IPv6 雪人计划

    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

    因特网上的网站集合成为万维网(Word Wide Web)。

    万维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 Protoco version 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(Internet Protoco 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1.2亿个有效网站域名,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 Engineering Center, 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Pau 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Pau 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(Yeti DNS 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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草根简介


江西南昌人,毕业于清华大学,20世纪80年代到美国学习和工作。善良厚道,诚信正直;知识渊博,信仰坚定;经验丰富,阅历广泛;意志坚强,精力充沛。在中国、美国和国际上获得三十多次奖励,拥有30多个名誉职务和荣誉称号,是美国马魁斯名人录出版社和英国剑桥国际传记中心认定的世界名人。E-mail:wu.guofa@yahoo.com.cn
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