IPV9 、“ 未来网络 ”的技术和结局
吴国发
初稿:2020年5月16日
修改:2022年5月7日
作者按 :这篇文章原名《IPV9、“未来网络”与网络安全》,已经在“微信公众号”和“博客中国”发表了。现在修改内容、变更标题,再在几个网络信息展示平台发表。这篇文章是《IPv6、雪人计划与中国互联网安全》的姐妹篇。
内容提要 :本文首先介绍域名、IPv4和IP地址;然后,重点阐述IPV9和“未来网络”项目的启动、实施和结局,论证“ IPV9 和未来网络 没有 解决中国的网络安全问题 ”;而且IPV9和“未来网络”项目被停止了。
关键词 :因特网 互联网 网络安全 IPV9 未来网络
1. IPv4、IPv6和中国受到的IP地址限制
1.1. 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 (World Wide Web),简称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 Protocol 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 。现在,全球的网站大部分仍然使用IPv4地址。
IPv6 (Internet Protocol 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 。
1.2. 中国受到IPv4网络IP地址的限制
IPv4 域名地址是由 美国商务部 所属机构分配的。
中国的因特网用户占全球的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(MIT) 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IP地址现在已经用完了 。
截至2021年12月,全球约有7亿个有效网站域名,平均大概每10个人1个域名。 美国 大约有1.3亿个有效网站域名, 平均每100个人有40个域名 。截至2021年6月, 中国 域名总数为3136万个【见《中国互联网发展报告(2021)》】 , 平均每40个人有一个域名 ,是世界人均水平的1/4, 美国人均水平的1/16 。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。
2. IPv9、IPV9以及它们的区别
2.1. IPv9方案的提出和夭折
IPv9 是因特网 (Internet) 的一套网络协议。
起初,IPv9是美国 IETF (因特网任务工作组)在1992年为取代第一代因特网IPv4协议而试图开发的一套网络协议。IETF曾经为其专门成立了工作组。IETF的建议很快得到ISO(国际标准化组织)的认可。
这样,在 1992 年-1995年间 , 国际标准化组织 (ISO) 与 美国 因特网任务工作组 (IETF) 共同研究解决万维网网站域名IP地址不足的问题,提出了一种构想,用于取代 第一代因特网IPv4协议 。IETF在1992年6月发出的 RFC 1347 号文件中,将这种构想命名为“ IPv9 ”。那时候,IPv6还没有出世。IPv9的研究机构名为TUBA(TCP & UDP with Bigger Addresses),其中“BA”代表“Bigger Address”(更大的地址)。 所以,大地址是IPv9的主要技术主张和特点之一。
1995年5月 ,IETF单方面放弃与ISO的合作, 解散了研究IPv9的机构 TUBA,终止了对IPv9的有组织研究开发活动。美国的 IPv9 就此 夭折 了 。
2.2. IPV9的提出及其与IPv9的区别
1998年, 上海通用化工技术研究所所长 谢建平 等受到 因特网任务工作组(IETF)提出的 RFC 1347 的启示,提出了 IPV9 技术 , 建立了 IPV9 研发团队。如上节所说,RFC 1347是IPv9方案的建议书。
所谓 IPV9 技术 ,就是用 十进制 表示IPv4的 二进制 IP数字地址。
请注意,谢建平提出的技术方案 是 “IPV9” 而 不是“IPv9” 。大写字母V 与小写字母v的差别,在于美国和世界公认IPv4、IPv6是因特网通讯协议第4版、第6版,IPv9则是第9版;而谢建平提出的 IPV9 不是 追随因特网的 技术版本 第9版。因此, IPV9 没有得到 国际因特网领域机构和专家的 认可 。
3. IPV9项目和“未来网络”
3.1. IPV9标准和“IPV9十进制网络”项目
2001年9月11日, 原 信息产业部 科技司的文件决定,成立“ 十进制网络标准工作组 ”,“标准工作组 组长 由上海通用化工技术研究所所长 谢建平 同志担任”。因此,IPV9是中国政府明文支持和批准的合法、正式的自主知识产权技术,相应的研究 课题名称 为“ IPV9 十进制网络/数字域名 ”。
2002年7月,原 信息产业部 公布实施的《数字域名规范》 国家电子行业标准SJ/T 11271-2002, 正式 肯定IPV9 。
【注:后来成立的 工业和信息化部没有 发文件 肯定 IPV9标准。到2021年,国家电子行业 标准 SJ/T 11271-2002 被否定 了; 项目 “IPV9十进制网络/数字域名” 被停止 了。】
2011年12月20日, 美国 联邦专利与商标局授予谢建平等申请的“采用全数字编码为计算机分配地址的方法” 专利权 。
IPV9技术已被纳入六项我国标准(包括SJ/T-11271-2002等)和两项国际标准(未来网络ISO/IEC-TR29181-2/5)。
十进制网络标准工作组的发明专利和著作权包含了中国IPV9十进制网络的地址、13个根域名服务器、239个国家和地区顶级域名服务器等,全套系统都是自主创新的。【注:这里的“根域名服务器”和“顶级域名服务器”都 是试验性的服务器 ,不是真正的根服务器】
其实,作为一种网站IP地址用十进制替代二进制的方案, IPV9 技术是很简单的 ,高中学生都能够懂得。 “自主创新”的技术不一定是当今先进技术 。
3.2. IPV9项目和“未来网络”
实施项目“IPV9十进制网络”的成果是在中国建立了IPV9网络的雏形。 中国IPV9十进制网络被称为“ 未来网络 ” 。准确地说,“未来网络(ISO-29181/IPV9)”是指“基于中国IPV9多项技术的ISO-29181系列国际标准的”因特网。
研制者和建设者 把IPV9网络说成是全球第二套互联网络 。
【注:其实,IPV9网络,即 “未来网络”不是 与全球因特网并行的 第二套互联网络 ,而 是一个试验性 的网络。】
IPV9“未来网络”的主根、域名解析系统、骨干路由器/用户路由器全部由中国自主研发生产,包括IPV9根系统的核心网络也由中国独立建设运营。
研制者说已建成了未来网络IPV9主根服务器和N到Z共13个域名根服务器。
【注:其实,IPV9主根服务器和13个域名根服务器 不是真正的 主根服务器和顶级域名根服务器 (辅根服务器), 而 是试验性 的服务器 。IPV9网络只有一个 “ .chn ”域名,所以 只有一个 名副其实的“ .chn ” 域名“根服务器” ,而没有真正的主根服务器和辅根服务器。具有“ .chn ”域名的网站数量极少】
在 2019 年11月 13-17日深圳中国国际高新技术成果交易会上,未来网络(ISO/IEC-29181-2/IPV9)国产设备系统和服务 首次 公开发布 。
3.3. IPV9“未来网络”的严重问题
IPV9网络,即“未来网络”,存在 四个严重问题 。
IPV9网络的 第一个问题 和 主要问题 是:IPV9网络是一个封闭的网络, 不能 与全球因特网完全互联互通。 中国的互联网界 绝大多数专家 都 反对 IPV9网络,主要原因就是IPV9网络与全球因特网不能完全“互联互通”。
IPV9网络完全自成体系,相当于广域网。IPV9网络只有一个 “.chn” (.CHN) 国产顶级域名 ,其它顶级域名都与IPv4/IPv6网络相同。
在2017年全球网络技术大会上, 中国互联网协会理事长 、 中国工程院原副院长 邬贺铨 院士 明确 否定 了IPV9 。他说,一些把中国公众互联网与国际因特网隔离的方案声称的“自主创新安全可控”迷惑了一些单位,也违反了国家坚持的“全球一个互联网”的主张。
IPV9网络的 第二个问题 是:与IPv4网络和IPv6网络相比, IPV9网络 速度慢 ,效率低 。
具有计算机技术基础知识的人们都知道:计算机只能执行用二进制代码表示的机器语言。这就是为什么IPv4和IPv6都用二进制表示网站域名的IP地址。
IPV9 使用十进制IP地址 。IPV9的域名数字地址用阿拉伯数字(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)表示。在执行“打开网站”命令的时候,相应的计算机软件必须把十进制域名IP地址转换成二进制域名IP地址,再把二进制域名IP地址转换成机器代码。因此, IPV9 网络打开 速度 比IPv4网络和IPv6网络 慢 ,从而减低了网络实体的运行效率。
IPV9网络的 第三个问题 是: IPV9网络 的 安全性能 不如 IPv4 网络 。(详见下一节)
IPV9网络的 第四个问题 是:IPV9网络 严重地 限制 了中国互联网的 应用 。
全球因特网(IPv4网络和IPv6网络)在技术标准、硬件、软件、基础设施、应用程序等各方面有整套的系统理论和规范,得到了世界各国、各个相关领域的公认。
IPV9和“未来网络” 只得到国际标准化组织(ISO)的认可, 没有得到 国际因特网领域权威组织ICANN(因特网域名与数字地址分配公司)等机构的认可。 ISO 在国际因特网领域 没有权威 。
然而, IPV9和“未来网络” 却自成体系, 与全世界公认的系统 不能完全兼容 。这样就 极大地限制 了中国互联网的应用。
4. IPV9没有解决中国互联网的安全问题
IPV9技术只是解决了域名数量限制的问题。可是, 中国移动通信联合会 国际战略研究中心主任 牟承晋 断言:“IPV9自主创新是 从根本上 解决网络安全问题 ”。 事实 并非如此 ,甚至 恰好相反 !
首先 , 中国的 IPV9“未来网络”必须与全球因特网联结 。IPV9网络只有一个 “.chn” (.CHN) 国产“顶级” 域名 ,其它顶级域名都与IPv4网络相同;而 IPv4的根域名服务器由美国控制 。 全球因特网是由 美国控制、管理 的 。因此, IPV9 “未来网络” 没有 从根本上 解决 中国 互联网的安全问题 。
其次 , “未来网络”的根服务器和各个子网系统的网络服务器(Server),其 操作系统 实质上都是 美国的系统 (Linux, Windows Server, UNIX等),美国操作系统的开发者和情报人员 可以轻易地 进入网络 。
第三 ,IPV9网络 的 安全性能 不如 IPv4 网络 。IPv4网络的网站 (因特网空间实体) IP地址可以是 动态 的。 在IPV9网络,每一个网站都有一个 唯一的静态IP地址 ,所以在IPV9网络系统, 敌人可以对目标网站精准定位、 精准打击 。
从上面的论述可知, IPV9“未来网络”存在 诸多严重问题 :不能与全球因特网互联互通,不安全、易受敌人攻击,运行慢、效率低,应用范围狭窄,等等。
因此,到2021年12月,全国性的 IPV9“未来网络”已经停止运行。 IPV9 “未来网络”死亡了 。
顺便说一下, 去年10月,笔者接到一个人的电话 。我不认识此人。他 希望我 利用我的“权威” 支持IPV9“未来网络” ,并请我与谢建平(IPV9“未来网络”的创始人)见面。我拒绝了他的请求。