Чтение онлайн

В качестве коммутаторов выступят мощные компьютеры, которые будут переводить потоки данных с одного пути на другой, так же как сейчас перегоняют товарные вагоны на сортировочной станции. По крупным сетям потекут миллионы таких потоков, и – независимо от количества промежуточных узлов – все их биты необходимо доставить адресатам, без путаницы и опозданий. Чтобы представить, насколько грандиозные задачи будут решаться в эпоху информационной магистрали, приведу такую параллель. Вообразите миллиарды вагонов, которые нужно транспортировать по железнодорожным путям, переключая бесчисленные стрелки (коммутаторы), и при этом не выбиваться из графика: вагоны должны прибывать в пункты назначения точно по расписанию. Поскольку вагоны сцеплены в составы, работа сортировочной станции парализуется, когда через нее проходит длинный товарный поезд. Поэтому жестко сцеплять вагоны не выгодно, гораздо эффективнее отправлять их в путь поодиночке, так им легче маневрировать между стрелками, а в точке назначения можно вновь сформировать единый состав.

Так и всю информацию, переправляемую по магистрали, будут разбивать на крошечные пакеты, и каждый из них пойдет в сети по независимому маршруту – подобно автомобилям, которые едут в один и тот же пункт разными дорогами. Когда Вы закажете видеофильм, его тоже «разрежут» на миллионы мелких кусочков, и каждый из них отыщет до Вашего телевизора свой путь.

Такая маршрутизация пакетов будет осуществляться по коммуникационному протоколу ATM (Asynchronous Transfer Mode – протокол асинхронного режима передачи), который послужит одним из «кирпичиков» для основания информационной магистрали. Телефонные компании всего мира уже начинают переходить на ATM-технологию, потому что именно она позволяет максимально использовать преимущества высокой пропускной способности волоконно-оптических кабелей. В частности, одно из принципиальных достоинств ATM в том, что она гарантирует доставку информации строго в заданное время. ATM разбивает каждый цифровой поток на одинаковые пакеты по 48 байт транспортируемых данных и добавляет по 5 байт управляющей информации, которые помогают маршрутизаторам очень быстро коммутировать пакеты и направлять их в точки назначения по оптимальному маршруту. А в этих точках пакеты вновь реконструируются в поток.

ATM обеспечивает передачу информационных потоков с очень высокой скоростью – на первых порах вплоть до 155 миллионов бит в секунду; в дальнейшем скорость повысится до 622 миллионов бит в секунду и в конечном счете достигнет величин порядка 2 миллиардов бит в секунду. Эта технология, причем за очень низкую плату, позволит обмениваться видеоизображениями так же просто, как сейчас нас не затрудняет разговор по телефону. Подобно тому, как достижения в технологии производства чипов привели к резкому падению цен на вычислительную технику, так и ATM, помимо всего прочего позволяющая передавать еще и огромное количество старомодных телефонных разговоров, значительно собьет цены на междугородные звонки.

Широкополосные кабельные соединения свяжут с магистралью большинство информационных устройств, а некоторые из них будут действовать на принципах беспроводной связи. Мы уже пользуемся рядом беспроводных коммуникационных устройств: сотовыми телефонами, пейджерами и пультами дистанционного управления. Они посылают радиосигналы, предоставляя нам свободу передвижения, но их пропускная способность весьма ограниченна. Завтрашние беспроводные сети станут работать быстрее, но пока не произойдет крупный технологический рывок, проводные сети будут обладать значительно большей пропускной способностью. Впрочем, мобильные устройства предназначены для приема и передачи сообщений, поэтому осуществлять на них прием видеосигналов не только дорого, но и, по меньшей мере, просто странно.

Беспроводные сети, которые помогут нам поддерживать связь и в дороге сформируются на базе современных систем сотовой связи и нового, альтернативного вида беспроводной телефонной службы, называемой PCS (Personal Communications Service – служба персональной связи). Когда в пути Вам понадобится какая-то информация с домашнего или офисного компьютера, через портативное информационное устройство Вы подключитесь к беспроводному участку магистрали, затем соответствующий коммутатор соединит его с нужным кабельным участком, а там – с компьютером или сервером в Вашем доме или офисе, и в результате Вы получите запрошенные сведения.

Кроме того, будут действовать и локальные, менее дорогие виды беспроводных сетей, доступные в рамках предприятий и в большинстве домов. Эти сети позволят Вам подсоединяться к магистрали или к Вашей компьютерной системе без дополнительной оплаты услуг (в границах определенной дальности). В локальных беспроводных сетях будет применяться технология, отличная от технологии глобальных беспроводных сетей. Однако портативные информационные устройства сами выберут наиболее дешевую сеть из числа доступных им в данный момент, и пользователь не заметит никаких технологических особенностей. А домашние беспроводные сети позволят заменить пульт дистанционного управления карманным компьютером.

Беспроводная связь вызывает очевидную озабоченность: будет ли она конфиденциальна и безопасна, поскольку радиосигналы можно легко перехватить. Но ведь и проводные сети не исключают такой возможности. Поэтому программное обеспечение магистрали будет шифровать передаваемую информацию, чтобы избежать чужих глаз и ушей.

Правительства всех крупных государств уже давно стремятся обеспечить полную конфиденциальность информации – как по экономическим, так и по военным соображениям. Необходимость в защите (или взломе) персональных, коммерческих, военных или дипломатических сообщений привлекает к этой проблеме уже несколько поколений самых крупных умов. Расшифровка кода всегда доставляет большое удовлетворение. Чарлз Беббидж, который в середине 1800-х годов добился грандиозных успехов в искусстве расшифровки, писал: «Расшифровка, на мой взгляд, одно из самых пленительных искусств, и боюсь, что я потратил на нее больше времени, чем она того заслуживает». Увлекательность этого занятия я почувствовал еще в детстве, когда мы, как и все дети, играли с простыми шифрами. Мы шифровали записки, заменяя одну букву алфавита другой. Если приятель присылал мне код, который начинался как «ULFW NZXX», то нетрудно было догадаться, что это означало «DEAR BILL» и что вместо D подставлена U, вместо E – L и т.д. Располагая семью буквами, остальной текст записки можно прочитать уже очень быстро.

Прошлые войны заканчивались для кого-то победами, для кого-то поражениями отчасти и потому, что у большинства сильных держав не было тех криптологических мощностей, которые сегодня есть у эрудированного школьника с персональным компьютером. А вскоре любой ребенок – в том возрасте, когда он уже способен пользоваться персональным компьютером, – сможет передавать сообщения, зашифрованные так, что ни одно государство не сможет быстро его раскодировать. Это одно из последствий повсеместного распространения фантастической вычислительной мощи.

При отправке по информационной магистрали какого-то сообщения Ваш компьютер или другое информационное устройство «поставит» на нем цифровую подпись, которую применять можете только Вы, и зашифрует сообщение так, чтобы его сумел прочитать только Ваш адресат. В сообщении может содержаться информация любого вида, в том числе речь, видео или цифровые деньги. Получатель будет уверен (почти на 100%), что сообщение исходит именно от Вас, что оно отправлено точно в указанное время, что оно не поддельное и что никто другой не расшифровал его.

Механизм, который позволит это реализовать, базируется на математических принципах, в том числе на так называемых «необратимых функциях» (one-way functions) и «шифровании по общему ключу» (public-key encryption). Это весьма «продвинутые» концепции, так что я обрисую их лишь в самых общих чертах. Главное, запомните: несмотря на техническую сложность этой системы, пользоваться ею будет чрезвычайно просто. От Вас потребуется всего лишь сообщить информационному устройству, что именно Вы хотите сделать, а остальное – дело техники.

Необратимая функция – нечто, что сделать гораздо легче, чем отменить. Например, Вам разбивают оконное стекло; этот процесс тоже описывается необратимой функцией, правда, бесполезной для шифрования. В криптографии же применяется тот вид необратимых функций, который позволяет легко отменить действие, если известна некая дополнительная информация, и в то же время крайне затрудняет отмену при отсутствии подобной информации. В математике существует целый ряд таких необратимых функций. Одна из них связана с простыми числами, которые дети изучают в школе. Простое число нельзя поделить без остатка ни на какое другое число, кроме единицы и самого себя. В первой дюжине следующие простые числа: 2, 3, 5, 7 и 11. Числа 4, 6, 8 и 10 простыми не являются, поскольку всех их можно разделить на 2 без остатка. А число 9 не относится к простым, потому что делится без остатка на 3. Простых чисел существует великое множество, и, когда перемножают два таких числа, получают значение, которое делится без остатка только на эти же простые числа. Например, перемножив 5 и 7, Вы получите 35, и это значение можно разделить без остатка только на 5 и 7. Поиск простых чисел называется в математике «разложением на множители».