阿帕网与蠕虫 在罗伯特还是一个少年时,网络主要是为实验室里的计算机科学家服务的,他们以此试 验计算机的新的应用方法。他父亲所做的,以及他在贝尔实验室里所听说和学到的,无不是 为了这个目的。但事态发展很快,阿帕网(Arpanet)出现了,并成为下一个10年中最有力 的变革工具。阿帕网的名字来源于五角大楼的高级研究计划署(ARPA)。这一机构虽然隶属 于军方,但却是由科学家来管理的,常常开展一些高风险的项目。在60年代和70年代, ARPA资助了大量研究,正是这些研究导致了计算机科学的一些最重要的进展。个人计算 机、网络、人工智能、语音识别等等成果,都直接或间接地与ARPA资助的项目有关。 阿帕网则是一群计算机科学家智慧的结晶,在6O年代后期,这群科学家首次预见到这 样的可能性:科学家和工程师可以随时随地共享昂贵的计算机资源。一个计算机网络既是研 究人员即时通讯的工具,又是通讯方式的实验场所。这是一个革命性的想法。 60年代初,兰德公司的科学家保罗·巴兰(Paul Baran)致力于寻找一种使电话网络 更加安全的办法,使用这种办法以后,即使爆发了核大战,电话也能够照常运行。他将数字 化的讯息(亦称报文)分解为“包”(packet),每条讯息里都带有自己的地址,可以经由最 有效的路径传输。这种传输方法称为“包切换”(packet switching,亦称分组交换)。它极 大地降低了数据通讯的成本,为以较低成本建立计算机网络创造了条件。真正把计算机联成 网络的想法出自杰·西·阿·里克莱德(J.C.R.Lickder),他本是一位心理学家,后来成 为ARPA的第一任信息处理与信息技术部主任。 网络先行者提出了网络建设的两个原则:其一是,通讯网络必须没有中央权威:其二 是,在遭到破坏的情况下它也能照常运转。这就意味着,要使网络上的每台计算机,或称 “节点”(node),在产生和传输数据时具有平等的身份。一个向远程机器发号施令的中央 指挥系统在战争中是很容易成为袭击目标的,而在上述网络中,系统中的大量计算机都能够 实现同样的指挥功能。 早期的阿帕网是围绕彼此分离的用以传递讯息的接口报文处理机(IMP,Interface Message Processor)建立起来的,它们构成了网络的主干(backbone)。不久,一些小的被 称作终端接口处理机(TIP,terminal interface processor)的计算机也加入了网络,用以连 接速度较慢的拨号终端。每个接口报文处理机通过电话专线彼此相连,它们能以较快的速度 收发报文。现代网络的传输速度还在不断加快,所以才会有“信息高速公路”的形象说法。 1969年,阿帕网的第一个节点在加州大学洛杉矾分校建成,接着,加州大学圣巴巴拉 分校、斯坦福研究院、犹他大学的节点也投入了运营。第二年,东海岸又增加了3个节点: 麻省理工学院,设计了阿帕网的思想库波尔特一贝拉奈克一纽曼研究所以及哈佛大学。 此前,其他研究项目也对连接计算机作过尝试,但阿帕网最终成为一个全国性的计算机 网。它将研究中心。军事基地与大学连接起来。开始的时候,网络上的机器清一色地都是 DEC生产的PDP一10,而用户也全部是政府资助的专业计算机研究人员。到1973年,阿帕 网上连接了25台机器。 那时,与阿帕网相连意味着加入了一个精英集团。很多研究人员都把能够上阿帕网作为 选择工作的条件,学术机构也往往以此为诱饵。对有些计算机科学家来说,访问阿帕网是必 不可少的工作程序。如果让他们离开网络搞研究,就好像微生物学家被剥夺了显微镜一样。 阿帕网仿佛一家私人俱乐部。“你上网了吗?”大名鼎鼎的计算机科学家见面时常常这 样互相询问。加入这家俱乐部不容易,但一旦成为其成员,便获得了一个自由的空间。根本 没有什么安全问题,任何人都可以在网络上的任何地方调阅文档。大学的研究生们在网络上 随意游荡,度过了许多快乐的时光。 这种俱乐部气氛部分地是由于技术的局限所产生的。70年代,阿帕网最多只能连接256 台电脑。1982年,终于出现了一种新的网络编址方法,使网络获得了几何级数的增长。80 年代中期,阿帕网成为一种叫做国际互联网的更加复杂的网络的前身,开始发展到美国以外 的地方。它不再是一个工程实验。计算中心从网络上寻找技术支持,研究人员通过网络互相 交流,各种各样的软件也因网络的存在得以大范围扩散。商业机构根据同样的通讯协议,建 立起自己的私有网络,并利用互联网与世界各地保持联系。通过网关,互联网与其他成千上 万的网络联系在一起,一些人甚至谈论起,更广泛的联网的可能性。他们将这种更大的网称 作“矩阵”(the Matrix),这个名字出自于吉布森的《电脑魔异》。 阿帕网的先驱者们看到他们创建的网络走向社会,并不感到高兴。起初,联网的费用每 年高达25万美元,后来,由于用户的增多,这一费用大大降低了。大学和研究中心仍然是 主力军,但到1988年的时候,网络的功能已得到空前的扩大。阿帕网本来是作为一家计算 实验室来使用的,慢慢地却成为发送电子邮件的工具,这些邮件包含五花八门的话题。创建 者们感到困惑,他们有些气愤地看到,记者也开始建立了网上账户。这就好像看见这些耍笔 杆子的人跑到大学的化学实验室里挥舞吸管和本生灯(一种实验室用的煤气灯)一样荒唐可 笑。 逐渐地,阿帕网被更快的数据传输线路所取代,1990年它撤出运行,完全融入到互联 网之中。互联网目前已成为对人类生活发生巨大影响的技术,全世界有上千万人在使用它改 变我们的工作、教育和娱乐方式。最崇尚权力和等级制度的军方创造了最分散和平等的网 络,这件事本身就十分有趣。 不过,当初建立网络的目的是为了进行试验,探索网络自身的影响和威力。1971年, 波尔特一贝拉奈克一纽曼研究所的鲍勃·托马斯(Bob Thomas)开始从事有关分布式软件的 研究。研究小组设计了一个空中交通控制仿真系统,用以在不同的计算机上模仿不同的机 场。它可以将一架飞机的控制权由一台计算机转移到另一台上,并通知其他的计算机,这架 飞机的方位有所改变。为此,托马斯写了一个巧妙的程序,能够穿行于网络中,在每台计算 机上显示:“我是一只爬虫!你抓不住我!”很快,它在同行中出了名,其他黑客也开始写 作类似的程序,其中一些在穿行网络的过程中不断复制(这与“爬虫”不同,“爬虫”并不 繁殖,只是不断移动),另外一些则含有“捕获者”功能,能够搜索并消灭“爬虫”。这类 程序风行了几个月,慢慢才沉寂下来。 80年代早期,施乐帕洛阿尔托研究中心的两位研究人员开始实验“蠕虫”程序,它能 够在一个局域网中的许多计算机上运行。“蠕虫”来自于布鲁纳1975年的经典科幻小说 《电波骑士》。小说描写的是一个集权政府通过无所不在的电脑网络操纵一切。一个反叛的 程序员在网络中安放了一种叫做“绦虫”的程序,成群结队地出没于网上,政府为了杀死 “绦虫”,不得不关闭网络,在此过程中它的权力遭到颠覆。 随着这本书的畅销,布鲁纳成为科幻小说读者心目中的偶像。它对刚刚开始发育的的美 国计算机地下社会产生了巨大的影响,在硅谷和马萨诸塞州的坎布里奇(cambridge,麻省 理工学院所在地)这两个个人计算机的发展圣地,它被飞客和黑客们如饥似渴地阅读着。施 乐公司的约翰·肖奇(John Shoch)和乔恩·海普(Jon Hepp)也是布鲁纳的崇拜者。 这两位研究人员在寻找一种更加普及和有效地共享局域网计算机资源的方法。他们写了 五六个有用的“蠕虫”程序。一个叫“宣传虫”,它的任务是在网络中穿行,每到一处都发 布公告。另外一种是“诊断虫”,可以在机器间跳来跳去,检查什么地方出了毛病。最值得 赞扬的是“吸血虫”,它用以在网络工作站上寻找空闲的处理能力。每台机器都有不少闲置 的时候,有了这种程序,就能够化废为宝。晚上当人们下班回家的时候,“吸血虫”可以自 行启动,利用这段时间解决特别复杂、需要大量运算的问题。第二天早晨,当电脑的主人开 始工作时,“吸血虫”就把还没计算好的题目存起来,退到一边,等待晚上继续处理。 但肖奇与海普也认识到“蠕虫”带有某种潜在的危险。一天晚上,一个出岔的蠕虫程序 在帕洛阿尔托研究中心的局域网上失去了控制。次日晨,当中心的科学家们来上班时,他们 发现所有的计算机都瘫痪了。他们开始重新启动系统,但每次启动后计算机都因蠕虫的袭击 而再次失败。最好他们只好写了一个“疫苗”程序,给网络上的每台机器种上疫苗以抵抗蠕 虫。 阿帕网也自然而然地成为研究计算机安全的试验场。70年代后期,贝尔实验室的科学 家肯·汤普森(Ken Thompson)为了写一篇关于破解口令的论文。选了好几所学校,如哈 佛、麻省理工学院、卡内基梅隆和加州大学伯克利分校做试验。他的口令破解程序非常成 功,他发现自己无意中获得了阿帕网的一些主要管理人员的口令,这些人在网络中的许多电 脑上都有账户。他试着用这些口令打开系统,无一失灵。汤普森和鲍勃想,如果这些口令落 到了“坏人”手里,后果将不堪设想。汤普森立即给口令的主人发出邮件,警告他们注意这 个问题。