网络空间环境概览
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一、网络的发展历程:科技发展引发的巨大变革

相比其他引起社会变革的新兴技术,互联网走进人们生活的时间还不长,仅50余年。从根本上说,网络技术虽说是全球化时代的科技“图腾”,但网络的起源却脱胎于美苏之间的军事对抗,足见其开发的初衷与全球化的结果大相径庭。经过50余年的发展,网络世界已经发生了巨大变革,许多机构和学者都对网络的发展历程进行过梳理。例如,美国国家研究委员会于1999年编著的《资助革命:政府对计算研究的支持》一书,将网络的发展划分为4个阶段:早期阶段(1960—1970年)、阿帕网(ARPANET)扩展阶段(1970—1980年)、NSFNET阶段(1980—1990年)和Web的兴起阶段(1990年至今)[1]。美国学者詹内特·阿巴特(Janet Abbate)关于互联网发展史的著作《发明互联网》(Inventing the Internet)(1999),从技术发展的角度追溯了从创建阿帕网到创建万维网这一阶段的发展历史,以及时代与社会对技术的塑造作用,为理解网络时代新知识的形态提供了启示,该书以年代为划分,描述了互联网在20世纪60年代到90年代的发展过程。我国学者方兴东等人在其论文《全球互联网50年:发展阶段与演进逻辑》中,将网络发展历程划分为7个阶段,如表1-1所示。

表1-1 网络发展历程

阶段一:20世纪60年代的基础技术阶段,突破包交换技术,奠定阿帕网的基础。

阶段二:20世纪70年代的基础协议阶段,最大的突破就是TCP/IP的诞生,使得互联成为大势所趋。

阶段三:20世纪80年代的基础应用阶段,全球学术界首先联网,TCP/IP和NSFNET成为主流。

阶段四:20世纪90年代的Web 1.0阶段,主要是万维网(WWW)的诞生和商业化浪潮的开始。

阶段五:21世纪初始10年的Web 2.0阶段,主要是社交媒体的兴起,网民成为网络内容的生产主体。

阶段六:21世纪10年代的移动互联阶段,最大特点是智能手机全面崛起,移动互联网成为全球互联网主力军。

阶段七:21世纪20年代开启的万物互联阶段,以5G为通信基础,以智能物联为代表性应用。

为更好地贴合大众视角,体现网络空间在技术和人文上的统一性,同时更体现网络这一新空间、新环境与社会的共同发展,为研究网络空间环境的特质做好铺垫,本书将网络的发展脉络归纳为如下4个阶段。

第一阶段,网络创世纪,重点是设计初衷、发展理念,体现的是网络的对抗性。

第二阶段,有限互联时代,网络走向科研,主要是在美国国家科学基金会的推动下,网络向科研领域开放并完成一定程度的互联。

第三阶段,全球互联时代,网络向商业和公众开放,走向更为广阔的舞台,逐步形成当前我们熟悉的网络空间环境。

第四阶段,网络空间时代,网络空间的重要性日益凸显,并被各国政府重视,实体空间的政治、经济、文化、军事等国家治理的重要内容映射到网络空间,网络空间环境成为社会生活中重要的组成部分。

本书的分类主要体现了网络作为一个新的空间和环境,它的适用范围不断变迁,总体上可以描述为从开始萌芽、快速发展、蓬勃壮大到政府介入的过程。当然,网络走向公众后,经历了技术上的几次迭代,但仍处于网络空间环境时代的本质没有变化,全球共享世界互联的时代已经来临。

1.网络创世纪:因对抗而生的阿帕网

当前人们十分熟悉的网络,最早发端于美国军方,其原型是美军为与苏联军事对抗而研发的通信指挥控制系统。这套系统的设计初衷,是假如在其他通信手段均被毁灭后,美军仍可借助该系统进行最低限度的通信联络。

在20世纪中叶,美国领导的西方资本主义阵营和以苏联为首的社会主义阵营,在政治、经济、军事、外交等各个领域展开全方位竞争与对抗。在起始阶段,苏联的综合国力与美国有明显差距,但在20世纪60年代后,苏联开始强势扩张,特别是在军事领域,两国针锋相对,实力不相上下。在战略性核心武器和远程运载工具方面,苏联对美国的赶超态势十分强劲。1957年8月,苏联成功发射了一枚洲际弹道导弹,将美国的主要城市和战略目标置于导弹打击范围之内;1957年10月,苏联又发射了首枚人造卫星Sputnik。这两个举动,极大地刺激了美国,其危机感不断加剧,美苏关系也不断恶化。

为迎接来自苏联的挑战,美国政府加大在军事科技领域的投入,并且在军方成立了国防高级研究计划局(DARPA),专门负责指导美国所有的太空计划和先进战略导弹研究。导弹、卫星等战斗装备的研发受到重视后,美国国防部管理层面临的另一个棘手问题就是在遭受苏联的军事打击特别是核打击时,美军如何维持作战指挥系统的正常运转,同时保证司令部指挥官和前线部队战斗人员之间的正常联络,并组织有效反击。也就是说,如何将散布在全球的美军作战要素,如通信、指挥、控制、计算机和情报(C4I)系统有效连接起来,在一个或多个节点受到攻击后仍能保证系统运行不受影响,并可实施反击,这是当时美国决策者面临的重要挑战。

为实现这一能力,解决各个作战要素之间的有效互联问题,美国国防高级研究计划局于1967年首次提出阿帕网的概念。阿帕网的全称是美国国防高级研究计划局网络(ARPANET),试图将作战单元有效进行联通的一个通信网络雏形的设想。美国国防部随后启动该项目,其标识如图1-1所示,其根本目标是建立一个新的军事通信网络。由此,分布式网络通信系统应运而生。

图1-1 阿帕网项目标识

阿帕网是采用包交换技术(Packet Switching Technology),实现了节点互相分散又独立运行的通信方式,从而实现协同工作。所谓包交换技术,又称分组交换技术,是将计划传送的数据划分成一定的长度,每个部分称为一个分组,每个单位长度中都由一个分组头开始,用以指明该分组发往何地址,然后由交换机根据每个分组的地址标志,将这些数据转发至目的地,这一过程称为分组交换或包交换。包交换技术大大提升了数据传输的智能化程度,为组网奠定了重要的技术基础。设计之初的阿帕网只有4个节点,分布在美国洛杉矶的加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他大学4所大学的4台主机上。之所以选择这4个节点,是因为上述4所大学的主机具备兼容性,从军事保密的需求来看,这4台主机被置于美国国防部高度机密的保护之下,但从技术上看,它还不具备向外推广扩展的条件。

从技术层面看,阿帕网应用到的技术要点包括软硬件共享、分散控制结构、包交换技术、分层网络协议等。时间走到1970年,阿帕网初具雏形,硬件上实现了通信线路、网络宽带的共享,软件上实现了计算资源和数据资源的共享。随着各项关键技术的发展,阿帕网的网络幅度也逐渐扩展开来,到1974年,阿帕网已经发展成为连接美国大陆的计算机网络。

2.有限互联时代:从军事对抗走向科研领域

国际形势不断演变,美苏对峙并未走向真正的战争,为对抗而生的阿帕网也并没有如当初的预想一样派上用场。避免了战争当然是世界历史的幸运,然而更大的幸运却是联通的理念已经深入人心,人们看到了网络互联的美好前景。阿帕网的设计理念是“无中心”和“开放式”,除了美国的军事部门,越来越多的非军事部门也认识到了这个网络的作用与价值,随着非军事部门的纷纷接入,以阿帕网为基础的网络雏形发展得越来越迅速。

1975年,美国国防高级研究计划局把阿帕网的管理权限移交给了国防部通信局,但阿帕网的运行范围已经远远超出军事领域的应用,运行架构也日趋成熟,网络研究仅限于军事项目的局面已经不能满足现实需求。1979年,威斯康星大学、美国国防高级研究计划局(DARPA)、美国国家科学基金会(NSF)等机构的专家经过研究,计划共同建立一个连接各大学计算机系的网络,一起进行网络通信方面的科学研究。由此,对网络的研究和应用开启了以科研机构为主导的有限互联时代。

以此为契机,阿帕网迎来了更为快速的发展。从范围上看,阿帕网连接的节点数量越来越多,整张网络辐射的范围越来越大。到1981年,接入阿帕网的节点数已经达到94个,分布在全球88个不同地点[2],实现了较大范围的有限互联;从技术发展上来看,TCP/IP出现并发展,使网络层级之间的运行模式不断完善,以不同的架构和操作系统为运行模式的网络之间也实现了连接。这项技术对网络的发展来说具有里程碑意义。该项技术萌芽于1973年,为解决不同架构和网络间的身份确认、信息重组及相互间的传输控制等关键性问题,美国斯坦福大学教授文特·瑟夫等人提出建立一个信息传输控制协议,随着研究不断深入,TCP/IP逐渐成形。具体来说,TCP/IP 意味着TCP和IP协同工作,TCP负责应用软件(如浏览器)和网络软件之间的通信,IP负责计算机之间的通信,这为真正互联网的出现奠定了关键性的技术基础。

如图1-2所示为TCP/IP传输流程。

图1-2 TCP/IP 传输流程

随着科研的深入及美国多所大学对计算机和网络技术的推动,美国国家科学基金会提供资助建立了计算机科学网络(CSNET),它通过56 Kbit/s的通信线路,将美国6个超级计算机中心连接起来,实现资源共享,形成了一个庞大的科研互通网络,供美国国内大学共享教学和科研资源。这6个计算机中心分别是位于美国新泽西州的普林斯顿冯·诺依曼国家超级计算机中心,位于加利福尼亚大学的圣地亚哥超级计算机中心,位于伊利诺斯大学的美国国立超级计算应用中心,位于康奈尔大学的康奈尔国家超级计算机研究室,由西屋电气公司、卡内基·梅隆大学和匹兹堡大学联合运作的匹兹堡超级计算机中心,美国国立大气研究中心的科学计算分部。

在建立CSNET之后,美国国家科学基金会又推动建立了横跨全美的国家科学基金会网(NSFNET)。NSFNET采取的是一种具有3级层次结构的广域网络,整个网络系统由主干网、地区网和校园网组成。各大学的主机可连接到本校的校园网,校园网可就近连接到地区网,每个地区网又连接到主干网,主干网再通过高速通信线路与阿帕网连接。这样一来,学校中的任意一台主机可以通过NSFNET访问任何一个超级计算机中心,实现用户之间的信息交换。NSFNET本质上是一个连接学术用户和阿帕网的网络,并成为推动20世纪80年代美国和全球大学之间联网的主导性力量,主要向大学及公共研究机构开放,具有较强的学术色彩。NSFNET可以说是走向国际互联网的真正起点,它成为后来互联网的基干网,Internet起初就是以它为基础并连接当时流行的其他几个网络而形成的。

与此同时,在不同领域、国家之间,多种多样的局域有限连接网络如雨后春笋般涌现,例如,法国Telecom公司在法国全境部署的Minitel(Teletel)网,美国纽约市立大学建立的合作网络BITNET,连接荷兰、丹麦、瑞典和英国的欧洲UNIX网(EUnet)等,充分体现了在网络发展过程中人们的多种尝试。这些不同的网络使用的底层逻辑和协议是不同的,阿帕网使用的是TCP/IP运行协议,因其开放性和无中心的特点,在各类局域网络的竞争中胜出,受众范围日益增大,特别是在NSFNET出现之后,今天熟悉的互联网雏形已经形成,互联网时代呼之欲出。

3.全球互联时代:向商业和公众开放

在现代意义上互联网的孕育阶段,主要针对的是学术科研机构,网络的商业价值并未受到足够的重视,但网络互联、共享的特点蕴含了巨大的商机,吸引了越来越多的企业关注和加入,互联网也真正进入了大众的视野,走入商业领域,成为变革时代的创新力量。

网络的存在推动了商业化和国际化进程,美国顺应时代趋势,采取了较为务实的政策引导,推动了互联网的高速发展。1992年,克林顿当选美国总统,他十分看好互联网的发展前景,对推动美国的互联网走向更繁荣的未来雄心勃勃。1994年,克林顿政府发布《互联网指导大纲》,并于同年签署行政命令,宣布互联网向商业和公众开放。在政策的拉动下,互联网迎来了真正的迅速发展,由此1994年也被称为“国际互联网元年”。

在此后的10年里,万维网的发明推动了网络信息时代的前进,第一个Web网页诞生之后,又陆续出现第一个搜索引擎、第一款音乐文件、第一个门户网站、第一个浏览器、第一个互联网公司、第一个购物网站、第一个社交网站、第一个新闻网站,等等。在这让人眼花缭乱的众多“第一”之中,最具吸引力的是互联网带给人们的商业价值。在美国“信息高速公路”政策理念的引导下,在华尔街资本市场和硅谷创业精神的共同推动下,互联网商业热潮席卷全球。作为最典型的代表,网景公司IPO已经成为互联网发展史上的标志性事件。如图1-3所示为网景公司出品的初代浏览器:网景导航者。1995年8月9日,网景公司股票的开盘价是28美元/股,开盘仅1分钟,股价就冲到了70美元/股。《华尔街日报》曾评论,美国通用汽车公司花了43年才使市值达到27亿美元,而网景公司只花了1分钟。网络带来了巨大的商业机会和经济新域,可以说,拜互联网科技成熟之赐,克林顿执政期间最大的成就是繁荣的经济,互联网革命创造了一个带有巨大产值的新产业,连带创造了高薪的工作机会,助力了美国经济的腾飞。

图1-3 网景公司出品的初代浏览器:网景导航者

当然,互联网的快速推进和野蛮生长,也展现了它泥沙俱下的一面。网络给人们的生活带来极大便利的同时,也产生了人类未曾遇到的新问题。在技术领域,出现了网络病毒、网络黑客;在社会领域,出现了非法内容、不当内容在网络上的传播;等等。例如,1988年11月2日,美国发生了“蠕虫计算机病毒”事件,给计算机技术的发展罩上了一层阴影。蠕虫计算机病毒是由美国康奈尔大学的研究生莫里斯编写的,他编写了一个程序,该程序可以在计算机之间传播,并要求每台机器将信号发送回控制服务器,以进行计数,他的目的是确认当时的互联网到底连接了多少台计算机。虽然莫里斯并无恶意,但在程序施放到网上后的短短12小时内,超过6 200台采用UNIX操作系统的工作站和VAX小型机瘫痪或半瘫痪,其中涉及NASA、大学及未被披露的美国军事基地,不计其数的数据和资料毁于一夜,数千台联网的计算机停止运行,造成巨额损失,成为当时的舆论焦点。这一典型的病毒入侵计算机网络事件迫使美国政府不得已做出反应,国防部成立了计算机应急行动小组。据统计,此次事件造成的直接经济损失达9 600万美元。这是计算机历史上第一个通过Internet传播的计算机病毒,它提醒了人们,互联网营造的空间并非单纯美好的世外桃源,它像任何一个人类生活的环境一样,是错综复杂的。如图1-4所示为保存在计算机历史博物馆中的“蠕虫”病毒源代码。正如前文所述,技术在发展,而我们关注的不应该仅是技术本身。在互联网蓬勃发展的阶段,人们对技术之外的思考逐渐多了起来,正如美国学者尼葛洛庞帝在其1996年出版的《数字化生存》(BeingDigital)一书中描述的那样,“网络真正的价值越来越与信息无关,而和社区相关。”

图1-4 保存在计算机历史博物馆中的“蠕虫”病毒源代码

4.网络空间时代:人类生存的新环境

当人类带着哲学思考再度审视网络,网络已经以惊人的速度覆盖全世界,成为人类生活不可或缺的一部分,就如同尼葛洛庞帝在《数字化生存》一书中所说的那样,“计算机不再只和计算有关,它决定我们的生存。”网络社会的兴起,使人们面临着新的生存空间和新的人文环境,而经过前期的快速发展,这个空间和环境已经逐渐不再由纯粹的技术、学术和商业驱动着,其不得不开始面对它纷繁复杂甚至是黑暗邪恶的一面。特别是随着政治军事因素的加入,网络空间这一虚拟存在与现实世界的联系越来越紧密,体现出一定的“真实性”,人类正式进入网络空间时代,网络空间成为人类生存的新环境。

值得一提的是,在网络空间时代,人们在网络空间环境的活动成为左右网络空间发展的重要因素。

在国家层面,自2001年美国“9·11”恐怖袭击事件发生后,美国抓紧进行情报机构的改革,日益重视对各类通信系统的监视和情报的获取,美国国土安全部(Department of Homeland Security,DHS)应运而生。2001年10月26日,美国颁布《爱国者法案》,赋予联邦政府搜集掌握美国民众个人信息的权力。此后,美国政府渐渐意识到网络空间对维护国家安全的重要性,并率先在网络领域研究制定应对恶意攻击的战略规划,逐步将网络空间军事化。2003年,美国公布《国家网络安全战略》,并在随后的几年里又陆续出台多个涉及网络空间安全的战略规划,倾注更多人力、财力、物力,建设强大的网络空间优势。随着2010年美军网络司令部的诞生,美国政府对网络空间的认识已经非常清晰:“网络安全威胁是我们作为一个国家所面临的最严重的国家和公共安全问题及经济挑战……因此,我们的数字化基础设施是战略性国家资产,保护它们,同时保护公民的隐私和自由是国家安全的一个要务。”如图1-5所示为美军网络司令部的标志。

图1-5 美军网络司令部的标志

除美国外,其他国家也不甘落后,各国政府纷纷拿出自己的顶层设计,试图更好地利用和治理这个新空间,因为这个新的虚拟空间的力量,可以颠覆现实中的国家统治。此后,网络空间不仅是指网络环境与平台,而且已经上升为国家间实力和利益较量的重要战场。

在个人层面,作为网络空间时代的居民,人们享受了网络带来的诸多红利,如更快捷的沟通、更便宜的商品、更高效和多样化的服务、更宽广和无界限的视野。特别是智能移动终端出现后,可以说,人们的生活已经“移居”到了网上,网络已经与现代人类不可分割。同时,正如美国作家丹·布朗在其创作的长篇悬疑小说《数字城堡》中所发出的提问一样,国家出于维护安全的考虑,监视网络空间环境下的行为,那么“谁来监视那些监视者呢”?人们在网络空间享受便利的同时,也失去了隐私权,一些别有用心的人利用这一点大做文章,形成了巨大的犯罪温床。“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳”。由此,研究当前的网络空间环境是如何影响人类生活的,具有重要的价值。