Дорога в будущее

Путь, проложенный Internet, предопределит многие элементы будущей магистрали. Internet – прекрасная, жизненно важная разработка, один из компонентов конечной системы, но в ближайшие годы он существенно изменится. Современному Internet недостает безопасности и системы учета (billing system). И когда-нибудь многое из культуры Internet пользователям информационной магистрали покажется таким же диковинным, как нам сегодня – рассказы о переселенцах и орегонском пути.

Впрочем, и нынешний Internet совсем не тот, что был всего лишь год-два назад. Он эволюционирует с такой скоростью, при которой его описание годовой или даже полугодовой давности может серьезно устареть. У многих это вызывает смятение. Ведь очень трудно быть в курсе последних событий, когда ситуация развивается так динамично. Поэтому большинство компаний, в том числе Microsoft, сотрудничает в определении стандартов на расширение Internet, одновременно стремясь преодолеть свойственные ему ограничения.

Видимо, из-за того, что своим рождением Internet обязан компьютерной науке, он всегда, как магнит, притягивал к себе хакеров – талантливых программистов, которые по разным причинам (кто ради «спортивного интереса», кто в криминальных целях) взламывают чужие компьютерные системы.

Так, 2 ноября 1988 года тысячи компьютеров, объединенных в этой сети, вдруг резко замедлили скорость работы. Многие из них даже ненадолго остановились. Все данные, к счастью, сохранились, но, пока администраторы компьютерных систем пытались восстановить контроль над своими машинами, компьютерное время стоимостью в миллионы долларов было растрачено впустую. Именно в связи с этой историей широкая публика впервые и услышала об Internet. Как потом выяснилось, причиной всему была вредная компьютерная программа, названная «червяком». Она передавалась по сети с одного компьютера на другой и попутно «размножалась», копируя сама себя. («Червяком», а не вирусом ее назвали потому, что она не инфицировала другие программы.) Она пользовалась незамеченной «щелкой» в системном программном обеспечении и получала прямой доступ к памяти атакуемых ею компьютеров. Там она пряталась и подсовывала неверные данные, что затрудняло ее выявление и уничтожение. Через несколько дней газета The New York Times выявила хакера, автора этой программы. Роберт Моррис-младший, двадцатитрехлетний студент последнего курса Корнелльского университета, написал этого «червяка», а потом выпустил его на свободу, чтобы посмотреть, до скольких компьютеров он сумеет добраться. Однако в программу вкралась ошибка, из-за чего «червяк» стал размножаться гораздо быстрее, чем предполагалось. К Моррису применили Computer Fraud and Abuse Act (Закон о компьютерном мошенничестве и намеренном нанесении вреда) от 1986 года и приговорили к трем годам условного заключения, штрафу в 10000 долларов и 400 часам общественных работ.

И позже в Internet случались разного рода аварии, бывали проблемы в защите, но не так, чтобы уж очень часто. В итоге Internet стал вполне надежным коммуникационным каналом для миллионов людей. Связывая расположенные по всему миру серверы, он обеспечивает обмен электронной почтой, сообщениями для электронных досок и другими данными. В потоке информации чего только нет: от коротеньких сообщений в десяток букв до огромных файлов с фотоснимками и программных пакетов. При этом стоимость услуг сервера, удаленного на тысячи километров, ничуть не выше оплаты услуг того, что находится в каком-нибудь километре от Вас.

Модель ценообразования в Internet уже изменила представление о том, что цена коммуникационных услуг напрямую зависит от времени и расстояния. То же самое произошло и с вычислительной техникой. Раньше, если Вы не могли позволить себе большой компьютер, приходилось арендовать его время с почасовой оплатой. А появление персональных компьютеров от этих хлопот избавило.

Поскольку Internet не требует сколько-нибудь ощутимых платежей, многие считают, что его финансирует правительство. Это не так. Однако, Internet возник в результате правительственного проекта шестидесятых годов – ARPANET; так называлась сеть, которую первоначально использовали исключительно в научно-технических целях. Она была жизненно важным каналом связи между рядом институтов и организаций, но посторонние о ней ничего не знали.

В 1989 году правительство США прекратило финансировать ARPANET и под другим названием – Internet (по имени применявшегося в этой сети коммуникационного протокола) передало его коммерческим организациям. Но даже когда Internet стал работать на коммерческой основе, первыми его клиентами были в основном ученые из университетов и компании, действующие в компьютерной индустрии; они использовали эту сеть для обмена электронной почтой.

Надо сказать, что финансовая модель, обеспечивающая Internet столь подозрительную дешевизну, в самом деле очень интересна. Сегодня, пользуясь телефоном, Вы знаете, что счет за разговор возрастет с увеличением его продолжительности и расстояния, на которое был сделан звонок. Однако предприятия, которым приходится часто связываться с каким-то определенным партнером, могут в значительной мере уйти от этих затрат, арендовав телефонную линию специально для звонков между двумя конкретными участками. Оплата арендованной линии не зависит от интенсивности ее использования – Вы просто вносите за нее ежемесячные взносы.

Основу Internet как раз и составляет «пучок» таких арендованных линий. Соединенные через коммутирующие системы, они управляют «течением» потока данных (так называемые маршрутизаторы). Междугородные связи Internet в Соединенных Штатах обеспечивают 5 компаний, каждая из которых арендует линии у соответствующих владельцев. После разделения компании AT&T ставки за аренду телефонных линий заметно снизились. Поскольку интенсивность трафика в Internet очень велика, а арендная ставка – величина постоянная, эти 5 компаний смогли установить на свои услуги минимальные расценки; иными словами, они обеспечивают колоссальную полосу пропускания при весьма незначительной стоимости.

О термине «полоса пропускания» стоит, пожалуй, сказать подробнее. Как я уже пояснял, он определяет скорость, с которой линия пропускает информацию между соединенными ею устройствами. Полоса пропускания зависит, в частности, от технологии приема и передачи данных. Телефонные сети, например, рассчитаны на двустороннюю связь с низкой полосой пропускания. Телефоны – это аналоговые устройства, «общающиеся» с аппаратурой телефонной компании посредством электрических импульсов, в которые преобразуются звуковые колебания. После оцифровки аналогового сигнала междугородная телефонная станция выдает цифровой сигнал, несущий примерно 64000 бит в секунду.

Коаксиальные кабели, обычно используемые кабельным телевидением, потенциально обладают более широкой полосой пропускания, чем стандартные телефонные провода, поскольку предназначены для передачи высокочастотных видеосигналов. Однако сегодня системы кабельного ТВ не передают биты; свои 30-75 видеоканалов они транслируют по аналоговой технологии. Коаксиальные кабели вполне способны пропускать сотни миллионов и даже миллиард бит в секунду, но для передачи цифровой информации их придется дополнить новыми коммутирующими устройствами. Волоконно-оптический кабель дальней связи, несущий 1,7 миллиарда бит в секунду от одного повторителя (что-то вроде усилителя) до другого, обеспечивает полосу пропускания, достаточную для ведения 25000 телефонных разговоров одновременно. Число таких разговоров можно существенно увеличить за счет сжатия, удаляя избыточную информацию – хотя бы паузы между словами и фразами.

Многие предприятия для подключения к Internet пользуются особым типом телефонной линии – Т-1; она несет 1,5 миллиона бит в секунду и, таким образом, обладает сравнительно высокой пропускной способностью. Подписчики ежемесячно платят местной телефонной компании за эксплуатацию линии Т-1 (по которой их данные передаются на ближайшую «точку входа» в Internet), а также оплачивают услуги компании, обеспечивающей подключение к Internet, по единой ставке – порядка 20000 долларов в год. Эти ежегодные взносы, размер которых вычисляется с учетом пропускной способности линии, полностью покрывают все расходы на Internet, и при этом не важно: постоянно работают подписчики с этой сетью или вообще ей не пользуются, передают данные на несколько километров или на другой край света. Из суммы этих платежей и финансируется вся сеть Internet.

Такой механизм срабатывает, поскольку себестоимость базируется на платежах за пропускную способность линии, а цены просто следуют за себестоимостью. Чтобы контролировать время и дальность связи, владельцам линий понадобилось бы немало усилий и средств. А зачем их тратить, если можно и без этого получить прибыль? Кроме того, такая модель ценообразования способствует расширению использования Internet: оплатив доступ к Internet, клиент уже не должен доплачивать за интенсивность работы в нем.

Естественно, подавляющее большинство не может позволить себе арендовать линию Т-1. Тогда, чтобы подключиться к Internet, надо связаться с местным провайдером. Это та самая компания, которая ежегодно выплачивает 20000 долларов за соединение с Internet по линии Т-1 или по другому высокоскоростному каналу. Таким образом, частные лица звонят местному провайдеру по обычной телефонной линии, а тот соединяет их с Internet. В этом случае взимается ежемесячная плата, обычно в размере 20 долларов, за которую Вы имеете 20 часов в самое дорогое время.

В ближайшие годы в обеспечении доступа к Internet конкуренция будет только возрастать. К этому бизнесу присоединятся крупные телефонные компании всего мира. Как следствие, заметно упадут цены. Оперативные службы типа CompuServe и America Online включат в подписку и доступ к Internet – как стандартную услугу. В целом через несколько лет Internet значительно усовершенствуется, доступ к нему упростится и войдет в пользовательский интерфейс операционных систем. Навигация по Internet станет легче, и его объединят с другими коммерческими оперативными службами.

Но одна техническая проблема для Internet по-прежнему остается нерешенной: как обрабатывать материалы, передаваемые в режиме реального времени, особенно аудио (включая речь) и видео. Технология, на которой базируется Internet, не гарантирует передачу данных из одной точки в другую с постоянной скоростью. Темп пересылки пакетов зависит от «заторов» в сети. Ряд изощренных приемов, конечно, позволяет эпизодически передавать высококачественные звук и видеоизображения, но полноценная их поддержка требует коренного изменения сети, так что эти возможности вряд ли будут реализованы в ближайшие несколько лет.

Но как только технологический барьер останется позади, Internet вступит в прямую конкуренцию с «голосовыми» сетями телефонных компаний. А поскольку подход к ценообразованию у них прямо противоположный, будет весьма любопытно понаблюдать за их конкурентной борьбой.

В связи с тем, что Internet изменяет принципы оплаты коммуникационной связи, он может изменить и наше общее отношение к платежам за информацию. Кое-кто считает: Internet продемонстрировал, что информация будет бесплатной – по крайней мере, в большинстве случаев. Действительно, значительные объемы информации, от снимков NASA (National Aeronautics and Spасе Administration – Государственное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства) до сообщений на электронные доски, передаются пользователями бесплатно, но думаю, что наиболее привлекательную информацию, голливудские кинофильмы или энциклопедические базы данных, по-прежнему будут создавать с расчетом на прибыль.

Особый вид информации – программное обеспечение. Сегодня в Internet масса бесплатных программ, и некоторые из них довольно полезны. Зачастую подобные программы появляются в результате дипломных работ студентов или выходят из институтов, финансируемых правительством. Однако мне кажется, что стремление пользователей к качеству, поддержке и многофункцио– нальности такого важного инструмента, как программа, неизбежно приведет к развитию коммерческого программного обеспечения. Уже сейчас многие студенты и преподаватели университетов, авторы бесплатных программ, заняты составлением бизнес-планов для организуемых ими фирм; они готовы поставлять коммерческие версии своих программ с большими возможностями. Разработчикам – и тем, кто хочет заработать на своем продукте, и тем, кто отдает его бесплатно, – будет гораздо легче распространять программы, чем теперь.

Все это послужит на благо будущей информационной магистрали. Однако, прежде чем она станет реальностью, мы будем использовать ряд переходных технологий, которые вызовут к жизни новые приложения. И хотя они не обеспечат всех возможностей полноценной магистрали, все же это будет шаг вперед по сравнению с тем, что мы имеем сейчас. Затраты на такое эволюционное продвижение будут вполне сопоставимы с ценой современных приложений, которые уже доказали свою необходимость.

Некоторые из переходных технологий будут опираться на телефонные сети. К 1997 году большинство скоростных модемов сможет поддерживать одновременную передачу речи и данных по существующим телефонным линиям. Представим такую картину. Планируя свой летний отдых, Вы обращаетесь в туристическое агентство. Если и у Вас, и в агентстве есть персональные компьютеры, Вам покажут снимки отобранных отелей или небольшую табличку, по которой дома, сидя в кресле, Вы сравните цены в этих отелях. А если не только у Вас, но и у Вашего приятеля (искусного кулинара) есть персональный компьютер, позвоните ему и узнайте, сколько слоев в его пирожном – очень уж оно получается высоким. И пока на кухне готовится тесто, пусть он покажет Вам это пирожное в разрезе!

Технология, которая реализует эти «чудеса», носит аббревиатуру DSVD (Digital Simultaneous Voice Data) – одновременная передача цифровых данных и речи. Она яснее ясного – демонстрирует возможности совместного использования разных видов информации в сети. Думаю, что в ближайшие 3 года она распространится повсеместно и обойдется недорого, так как не потребует сколько-нибудь заметных изменений в существующей телефонной системе. Телефонным компаниям не придется модифицировать свои коммутаторы, следовательно, и абонентная плата за телефон останется прежней. Для DSVD достаточно установить на обоих концах линии соответствующие модемы и программы.

А вот другой промежуточный вариант использования телефонных сетей потребует внедрения специальных телефонных линий и коммутаторов. Эта технология называется ISDN (Integrated Services Digital Network – цифровая сеть комплексных услуг). Она позволяет передавать речь и данные, начиная с 64000 или 128000 бит/с, т.е. делает все, что делает DSVD, только в 5 – 10 раз быстрее. Она великолепно работает там, где достаточно средней пропускной способности. При ее использовании Вы получаете возможность быстрой передачи текста и неподвижных картинок. Видеоизображения тоже можно пересылать, но с посредственным качеством: для рядовых видеоконференций сойдет, но для фильмов не годится. А настоящей магистрали нужно высококачественное видео.

Сотни сотрудников Microsoft каждый день пользуются ISDN, подключая свои домашние компьютеры к нашей корпоративной сети. ISDN была разработана уже более десяти лет назад, но оставалась практически невостребованной, пока в ней не назрела необходимость. Но самое удивительное в том, что телефонные компании, вкладывая огромные средства в коммутаторы для управления ISDN, слабо представляли, как именно будет работать эта технология. Развитие персональных компьютеров привело к взрывному росту потребности в ISDN. И это замечательно. В 1995 году плата расширения для поддержки ISDN стоила 500 долларов, а в ближайшие несколько лет должна упасть примерно до 200 долларов. Тариф за эксплуатацию линий зависит от конкретной местности; в Соединенных Штатах он составляет в среднем около 50 долларов в месяц. Я думаю, что он снизится минимум до 20 долларов и не будет заметно превышать плату за обычную телефонную связь. Microsoft – одна из тех фирм, которые стремятся убедить телефонные компании повсеместно уменьшить эти тарифы и тем самым стимулировать владельцев персональных компьютеров на использование ISDN.

У кабельных компаний свои промежуточные технологии и стратегии. Для местных телефонных услуг они хотят задействовать существующие сети своих коаксиальных кабелей, что непременно приведет к конкуренции с телефонными компаниями. Ведь уже доказано: специальные кабельные модемы позволяют подключать персональные компьютеры к кабельным сетям. Таким образом, кабельные компании способны обеспечить несколько большую полосу пропускания, чем ISDN.

Другим промежуточным шагом для кабельных компаний станет 5– или даже 10-кратное увеличение числа передаваемых ими вещательных каналов. Втиснуть большее число каналов в существующие кабели они смогут за счет применения технологии цифрового сжатия.

Эта так называемая 500-канальная система (в реальности она вряд ли обеспечит более 150 каналов) создаст условия для появления системы, близкой к «видео-по-заказу», – правда, лишь для ограниченного круга телепередач и фильмов. В этом случае Вы выбирали бы не номер какого-то канала, а искали то, что Вас интересует, на экране, в списке вариантов. Популярный фильм или передачу запускали бы сразу по 20 каналам, смещая на каждом канале время его (ее) начала на 5 минут. Это позволило бы Вам подбирать для просмотра фильмов или телепередач наиболее удобное время (в пределах некоего интервала), а уж само переключение на нужный канал осуществлялось бы специальной телевизионной приставкой. Получасовые новости CNN Headline News могли бы выходить не по одному, а по шести каналам со сдвигом: в 18:00, 18:05, 18:10, 18:15, 18:20 и 18:25. Все 500 каналов были бы израсходованы очень быстро.

Кабельные компании вынуждены расширять число каналов еще и потому, что испытывают давление конкуренции. Спутники прямого вещания вроде DIRECTV, принадлежащие Hughes Electronics, уже напрямую транслируют в наши дома сотни каналов. Поэтому, чтобы не потерять клиентов, кабельным компаниям приходится шевелиться. И если бы смысл информационной магистрали сводился к одной только доставке узкого ассортимента видеопродукции, 500-канальная система всех бы вполне устроила.

500-канальная система, оставаясь – по сути своей – в основном синхронной, обеспечит весьма ограниченный выбор и в лучшем случае будет всего лишь обратным каналом связи с низкой пропускной способностью. Под обратным каналом связи (back channel) подразумевается путь, выделенный для передачи команд и других данных от информационных устройств потребителя в сеть. Подобный канал в 500-канальной системе может пригодиться для заказа какой-то продукции или программ, ответа на вопросы, участия в телевизионных викторинах и в некоторых видах игр – все через телевизионную приставку. Однако обратный канал связи с низкой полосой пропускания не обеспечит той гибкости и той степени интерактивности, которые потребуют наиболее интересные приложения информационной магистрали. Он не поможет переслать видеозаписи с Вашими детьми бабушке и дедушке и не даст поиграть в действительно интерактивные игры.

Кабельные и телефонные компании во всем мире развиваются по четырем параллельным направлениям. Во-первых, каждая из них будет стремиться играть на поле противника. Кабельные компании предложат телефонные услуги, а телефонные компании – видеоуслуги, в том числе передачу телевизионных сигналов. Во-вторых, обе системы будут совершенствовать способы подключения персональных компьютеров с помощью либо ISDN-, либо кабельных модемов. В-третьих, перейдут на цифровую технологию, с тем чтобы увеличить число телевизионных каналов и добиться высокого качества сигналов. В-четвертых, поставят целью подключение широкополосных систем к телевизорам и персональным компьютерам.

При этом любая из четырех стратегий побуждает делать капиталовложения в цифровые сети. Между телефонными компаниями и сетями кабельного телевидения развернется жесточайшая конкуренция за право стать основным сетевым провайдером (поставщиком сетевых услуг) в конкретном районе.

В итоге и Internet, и другие переходные технологии создадут основу для настоящей информационной магистрали. В ней объединятся лучшие качества телефонных и кабельных сетей. Как телефонная сеть, она позволит вести разговоры частным лицам, и каждый, пользующийся этой сетью, сможет поступать сообразно своим интересам. Кроме того, в этом качестве она будет обеспечивать полноценную двустороннюю связь, благодаря чему значительно расширятся ее «интерактивные» возможности. А как сеть кабельного телевидения, она будет обладать высокой пропускной способностью, так что в одном доме ее вполне хватит для одновременного подключения нескольких телевизоров и персональных компьютеров к разным источникам видеопрограмм или информации.

Большая часть проводной сети, соединяющей серверы между собой и с их клиентами, будет изготовлена из невероятно прозрачных волоконно-оптических кабелей – «асфальта» информационной магистрали. Все основные междугородные телефонные магистрали в пределах Соединенных Штатов сегодня построены на волоконно-оптических кабелях, но линии, связывающие наши дома с этими информационными артериями, по-прежнему изготавливаются из медных проводов. Телефонные компании заменят в своих сетях медные провода и участки с микроволновой и спутниковой связью волоконно-оптическими кабелями, что сделает полосу пропускания пригодной для передачи высококачественного видео.

Одновременно возрастет и доля волоконно-оптических кабелей в системе коммуникаций, принадлежащей компаниям кабельного телевидения. Параллельно этому телефонные и кабельные компании будут включать в состав своих сетей новые коммутаторы, которые позволят направлять потоки цифровых видеосигналов и другой цифровой информации в любую точку. Затраты на модернизацию существующих сетей (для их интеграции в информационную магистраль) составят менее четверти того, во что обошлась бы прокладка к каждому дому новых линий.

Волоконно-оптические линии можно представить как широкие водопроводные трубы, проложенные под улицами. Непосредственно к домам они не подводятся, для этого предназначены трубы диаметром поменьше, отходящие от магистрального трубопровода. Сначала волоконно-оптические кабели проложат, по-видимому, только до распределительных узлов, оттуда сигналы пойдут в дома либо по коаксиальному кабелю, несущему кабельное телевидение, либо по «витым парам» медных проводов, используемых для доступа к телефонным услугам. Однако в дальнейшем волоконно-оптические кабели будут подводить напрямую к отдельным домам, если Вам понадобятся огромные потоки данных.

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».

Умножить простые числа 11927 на 20903 и получить результат 249310081 совсем нетрудно, куда сложнее восстановить два его множителя – простые числа. Тут-то и проявляется эффект необратимой функции – сложность разложения чисел на множители, что и лежит в основе самой изощренной на сегодняшний день криптографической системы. Даже самые мощные компьютеры тратят немало времени на разложение действительно крупного произведения на составляющие его простые числа. В системе кодирования, основанной на разложении на множители, используются два разных ключа: один для шифровки сообщения, а второй – отличный от первого, но связанный с ним, – для расшифровки. Располагая только ключом шифрования, сообщение легко закодировать, но раскодировать его в пределах разумного времени практически невозможно. Расшифровка требует отдельного ключа, доступного только определенному получателю сообщения – точнее, компьютеру получателя. Ключ шифрования основан на произведении двух огромных простых чисел, а ключ дешифрования – на самих этих простых числах. Компьютер способен формировать новую пару уникальных ключей буквально в мгновение ока, ему ведь ничего не стоит сгенерировать два больших простых числа и перемножить их. Созданный таким образом ключ шифрования можно без особого риска сделать общим, учитывая, насколько сложно даже другому компьютеру разложить его на составные простые числа и тем самым получить ключ дешифрования.