美国信息高速公路面临三大技术挑战

武夷山

（发表于《科技日报》1995年5月11日）

1995年2月16日，联邦调查局逮捕了一名在计算机网络中捣乱多年的惯犯。此人是个计算机专家，他已盗窃了几千宗数据文档，20000多个信用卡号码，他还曾窃听过联邦调查局警员的电话。在此之前， Internet网也被计算机罪犯多次侵人。今后，如果信息高速公路网被非法侵人，将构成对国家安全和个人隐私权的更大威胁。美国专家认为，当前美国建设信息高速公路要解决的三大技术难题是:安全性与私密性、互用性和网络可靠性。

●安全性与私密性

为减少全国信息网络的被侵入次数及减轻一旦被侵入所造成的损失，整个网络必须能够提供一些安全措施，其中包括:

(1)识别与查验:要能够验明用户的身份及待传信息的真伪。

(2)入网控制与授权:使得未获授权者无法获取网络中的信息。

(3)保密性:防止网络中的保密信息泄露出去。

(4)完整性:防止网络中的信息丢失掉或被不正当地修改。

(5)不可否认性:要做到使发送信息者无法否认曾发过信息，使接收信息者无法否认曾接收到信息。

(6)服务备有性:防止出现网络拒绝服务的情形，也就是说，只要是获得授权的用户，对其服务不可中断。

以上六条措施，前五条都依赖于密码学的研究，包括密钥体制与公钥体制的研究。美国国家安全局也已研制了一种名为 TESSERA CRYPTO CARD的计算机加密卡。

美国联邦政府为保证能对罪犯、恐怖分子、毒贩、外国间谍等通过信息网络进行语音和数据通信的电子监视、窃听和分析，制定了几条战略措施，其中包括:

(1)联邦政府推行一项密码学研究计划，称为“密钥托管标准”。

 (2)1994年10月国会通过了“司法工作通信协助法”，它规定，通信公司设计任何新的数字通信系统时，要预设窃听接口。凡为此而增加的研制和生产成本由政府负担。

 (3)限制加密技术的出口。

此外，计算机记忆卡也是一种重要的安全技术。这是一个大小同信息卡差不多的电子模块，其中存储着网络或主机系统能够识别的数字信息。

●互用性

实用互用性是信息高速公路的一个关键目标。目前，美国工业公司争相开发可望在信息高速公路上大显身手的新技术。可惜,与这些技术相配合的标准迟迟出不了台,已出台的标准往往制订得很粗糙，或者几种标准相互竞争,尚未定于一尊。结果,互用性越来越糟。

在联邦政府方面，负责互用性的国家研究理事会1994年发表了一篇报告提出，应利用开放数据网络的概念来实现信息高速公路的互用性。具体地说，信息高速公路应做到:

·向用户开放:像电话系统一样，实现可连网性的普遍化。

·向服务提供者开放:向相互竞争的各种商业利益团体或学术利益团体(包括信息服务单位)提供开放的环境。

·向网络提供者开放:任何网络提供者，只要满足一些基本要求，都可加入互联的大网络，成为大网络的一个组成部分。

·能适应变化:允许随着时间的发展引入新的应用和服务，引入新的传输技术、交换技术与控制技术。

表达为一种高层网络结构的上述概念可为信息高速公路的具体技术设计提供指导。如果没有这种框架，未来信息高速公路的各路段就无法凑拢。国家信息基础设施工作班子下属的技术政策工作组正打算对开放数据网络概念及其在各个行业(包括有线电视、广播、通信与计算机)的可应用性进行考察。

在私营部门方面，联邦通信委员会(FCC)是一个关键部门，它正与工业界合作，试图解决已在公共网络中运用的一些技术的互用性问题。另外，工业界还成立了一个联合体，称为电信工业解决方案同盟，它下面有一个网络间互用性检验计划特别委员会。目前，此委员会正致力于解决7号信令系统(SS7)交换机的互用性问题。

●网络可靠性

现有的电信网络是未来信息高速公路的基础。最近几年发生的一系列网络中断事故引起了人们的严重忧虑。

1991年1月4日,在新泽西州某电缆地下室中工作的维修工不小心切断了一根光纤传输线，使得纽约市下曼哈顿区60%的电话业务中断了8小时。

1991年9月17日，美国电话电报公司首次试用自配电力系统时发生事故，使纽约、波士顿和华盛顿三地空中交通控制中心之间的通讯完全中断。总共1174次航班被取消或推迟，影响到85000名乘客。

1993年9月10日，俄亥俄州交通管理部门为安装交通标志在公路上钻孔，不巧切断了一根高容量光纤电缆。在从光缆出事到修复的7个小时里，几百万用户的长途电话呼叫受到了影响。

1994年3月15日，太平洋贝尔公司洛杉矶电信总局起火。从起火到恢复业务的17个小时里，约影响了395000个用户，阻断了500万次电话。

电缆受损是网络中断事故的主要原因。1992年3月1日至1993年2月4日，美国全国共发生电缆受损事件160起，其中路面钻孔导致事故为93起，占58%。电缆受损的平均修复时间为5.2小时，最长为21.4小时。光缆受损较难修复，平均修复时间为14.2小时，最长为97.5小时。

1992年2月13日，联邦通信委员会发布命令，凡影响到30000个以上用户、持续时间在半小时以上的网络中断事故，必须向联邦通信委员会报告。从此时起到1994年6月，联邦通信委员会已获得314起事故报告。

为减少网络中断事故，1991年成立了网络可靠性委员会。几年来，此委员会做了大量工作。1994年，该委员会进行改组，下设的4个小组分别负责网络可靠性，网络互连性增强带来的可靠性问题，网络技术和新型电话服务的可靠性问题及关键电信服务的可靠性。