移動互聯網之所以能夠“移動”起來(lái),無線網絡及其覆蓋能力是基本保障。目前,除了(le)移動運營商的(de)手機基站信号外,廣義上講,Wifi熱(rè)點、藍牙、紅外、NFC等短距離的(de)無線通(tōng)訊方式都是提高(gāo)移動互聯網絡覆蓋能力的(de)重要手段。
現實生活中,如何根據地形地貌和(hé)建築形态布設基站實現良好的(de)信号覆蓋不僅是一個(gè)理(lǐ)論研究課題,還(hái)受到社區(qū)管理(lǐ)、環保、氣候、人(rén)群聚集度等動态因素的(de)限制與影(yǐng)響。例如,一些建在社區(qū)裏的(de)基站,可(kě)能會因爲居民對(duì)基站輻射等方面的(de)問題而受到抵制;部分(fēn)建在高(gāo)處或山頂的(de)基站還(hái)需要考慮針對(duì)地質災害和(hé)雷電等極端天氣的(de)防護措施,減小基站鐵塔故障或傾覆的(de)事故發生率,因爲這(zhè)些位置的(de)鐵塔維護和(hé)重建往往比較費力;在遇到大(dà)型體育賽事或演藝活動時(shí),部分(fēn)區(qū)域的(de)人(rén)員(yuán)密集程度會驟然升高(gāo)。
同時(shí),網絡傳輸帶寬需要不斷提高(gāo)來(lái)滿足移動終端設備日益強大(dà)的(de)存儲與計算(suàn)能力。就以人(rén)們常見的(de)手機拍(pāi)照(zhào)功能爲例,當前很多(duō)手機拍(pāi)照(zhào)分(fēn)辨率都超過1000萬像素,不少高(gāo)端型号還(hái)支持4K視頻(pín)拍(pāi)攝,動辄幾百上千兆的(de)媒體文件無疑對(duì)網絡傳輸帶寬提出了(le)更高(gāo)的(de)要求。與有線網絡不同,無線網絡需要解決的(de)另外一個(gè)主要問題就是如何保障移動終端在高(gāo)速移動中的(de)穩定傳輸。我們知道,任何一個(gè)移動通(tōng)信基站的(de)覆蓋範圍總是有限的(de),當人(rén)們手持移動上網設備離開一個(gè)基站的(de)範圍進入另一個(gè)基站的(de)覆蓋區(qū)域時(shí),必然會進行服務基站的(de)切換。一個(gè)好的(de)網絡應當保持通(tōng)訊的(de)持續穩定而讓用(yòng)戶察覺不到這(zhè)種切換,避免出現信号不穩定乃至掉線中斷的(de)情況。一般而言,人(rén)們把無須重新建立連接的(de)方式稱爲軟切換,而需要手動重建連接的(de)方式稱爲硬切換。
(2)無線網絡中的(de)安全性問題
移動互聯網中數據都是以無線方式在空中傳播的(de),理(lǐ)論上這(zhè)些信号通(tōng)信雙方以外的(de)第三方竊取接收這(zhè)些信号比有線網絡容易得(de)多(duō)。一些機密等級高(gāo)的(de)網絡數據在有線方式下(xià)可(kě)以物(wù)理(lǐ)上内外網隔離開,而無線方式的(de)隔離主要靠加密,這(zhè)樣即使數據被截獲,非法用(yòng)戶看到的(de)也(yě)隻是一堆毫無意義的(de)亂碼。
通(tōng)常,加密技術分(fēn)爲對(duì)稱加密和(hé)非對(duì)稱加密兩種。對(duì)稱加密簡單高(gāo)效,加密和(hé)解密使用(yòng)的(de)是同一個(gè)密鑰。對(duì)稱加密的(de)密文安全與密鑰長(cháng)度關系密切,越長(cháng)的(de)密鑰理(lǐ)論上破解需要的(de)時(shí)間越長(cháng)。然而,過長(cháng)的(de)密鑰也(yě)會使得(de)加密或解密的(de)過程變慢(màn),因此,在實際應用(yòng)中密鑰的(de)長(cháng)度要根據具體需求綜合考慮确定。當我們将信息加密後發送出去,合法的(de)接收方必須有密鑰才能解開。正是因爲通(tōng)信雙方之間的(de)傳輸信道可(kě)能存在洩密風險采用(yòng)了(le)密文方式,如何将密鑰安全地告訴接收方是對(duì)稱加密在應用(yòng)中面臨的(de)一個(gè)主要問題。
爲了(le)解決這(zhè)個(gè)問題,非對(duì)稱加密應運而生。非對(duì)稱加密使用(yòng)兩把鑰匙,分(fēn)别稱爲公鑰和(hé)私鑰。顧名思義,公鑰可(kě)以在公共網絡中傳播,任何需要對(duì)數據進行加密的(de)人(rén)都可(kě)以請求獲取它,并用(yòng)它來(lái)完成加密。然而當加密後的(de)數據傳送出去以後,即使有人(rén)非法竊取了(le)密文,用(yòng)當初加密的(de)那把公鑰是不能解密的(de),解密需要另一把與公鑰配對(duì)的(de)私鑰才行。通(tōng)常,私鑰由合法的(de)數據接收方安全保管,無須在網絡上傳播,從而極大(dà)地提高(gāo)了(le)數據的(de)保密安全性。例如,當A有一個(gè)機密的(de)文件傳給B,這(zhè)時(shí)A可(kě)以先向B請求公鑰,B将用(yòng)于加密的(de)公鑰算(suàn)出後發給A,而與之配對(duì)的(de)私鑰保留下(xià)來(lái)。這(zhè)樣A使用(yòng)公鑰加密後發到網上的(de)數據,隻有持有私鑰的(de)B才能解密。
需要注意的(de)是,隻要允許足夠的(de)時(shí)間,理(lǐ)論上任何密碼總是可(kě)以被找到的(de)。一個(gè)很簡單的(de)道理(lǐ),對(duì)于一個(gè)需要密碼才能獲得(de)訪問授權的(de)文件或系統,如果我們窮舉所有可(kě)能的(de)輸入組合,則必然能找到那個(gè)有效的(de)密碼組合。然而,在實際應用(yòng)中,哪怕是最簡單的(de)密碼系統,其所有的(de)輸入組合往往也(yě)是個(gè)天文數字,用(yòng)人(rén)工方式往往一輩子也(yě)試不完。但如果人(rén)們用(yòng)計算(suàn)機的(de)速度去破解密碼,一些曾經可(kě)靠的(de)密碼系統則可(kě)能面臨被攻破的(de)風險。比如早期的(de)DES加密算(suàn)法有56位的(de)密鑰,早在20世紀末期就有人(rén)用(yòng)計算(suàn)機耗時(shí)22個(gè)小時(shí)破解其密文。爲了(le)不斷提高(gāo)密碼安全性,人(rén)們可(kě)以用(yòng)增加密碼位數等方式提高(gāo)加密強度。例如,128位AES的(de)加密強度是56位DES加密強度的(de)1021倍多(duō)。假設有一台可(kě)以在1s内破解DES密碼計算(suàn)機,那麽使用(yòng)這(zhè)台計算(suàn)機破解128位AES密碼需要大(dà)約149億萬年的(de)時(shí)間。
當然,計算(suàn)機的(de)發展速度往往是超出人(rén)們想象的(de),誰能預料如果量子計算(suàn)機或是光(guāng)計算(suàn)機的(de)問世,很多(duō)看似牢不可(kě)破的(de)密碼系統會在頃刻間被瓦解。爲此,人(rén)們也(yě)采用(yòng)限制密碼訪問次數的(de)方式來(lái)徹底杜絕類似于窮舉的(de)攻擊方法。像人(rén)們熟知的(de)iPhone系統就有登錄次數的(de)限制,超過一定次數後系統的(de)資料會被毀掉,讓非法竊取者一無所獲。爲此,普通(tōng)的(de)方法很難破解這(zhè)類系統,往往需要特殊的(de)手段,如重置硬件計數器的(de)方法。
(3)移動支付技術
在移動互聯網中,上網設備終端一般都是可(kě)以随身攜帶的(de)。以最常見的(de)手機爲代表,絕大(dà)多(duō)數手機也(yě)就和(hé)人(rén)們通(tōng)常攜帶的(de)錢包差不多(duō)大(dà)小。此時(shí),将手機變成電子錢包的(de)移動支付技術自然成爲移動互聯網大(dà)力發展的(de)關鍵技術之一。相對(duì)于傳統PC上的(de)電子購(gòu)物(wù),在移動終端支付更加靈活,充分(fēn)利用(yòng)短信确認、指紋、虹膜等身份驗證方式,用(yòng)戶的(de)資金安全也(yě)可(kě)以得(de)到更好的(de)保障。目前,移動支付比較成熟的(de)技術包括Apple Pay、三星Pay、二維碼支付、銀聯雲閃付等。
(4)數據壓縮與緩存技術
移動網絡的(de)使用(yòng)通(tōng)常都是按流量計費的(de)。爲了(le)充分(fēn)利用(yòng)有限的(de)帶寬資源,同時(shí)在不影(yǐng)響用(yòng)戶體驗的(de)前提下(xià),推送到移動終端的(de)數據可(kě)以适當壓縮減小數據量。以圖片文件爲例,在多(duō)數手機屏幕上,高(gāo)分(fēn)辨率大(dà)尺寸的(de)圖片在壓縮以後其展示效果差别并不大(dà),因此往往幾MB的(de)圖片可(kě)以壓縮到幾百KB。以視頻(pín)文件爲例,類似于新聞播報等常見的(de)視頻(pín)信息,其播報過程中往往連續大(dà)量的(de)若幹幀畫(huà)面中除了(le)播音(yīn)員(yuán)以外的(de)大(dà)部分(fēn)畫(huà)面都是雷同的(de),采用(yòng)适當的(de)視頻(pín)壓縮技術可(kě)以節省較多(duō)的(de)流量。此外,數據的(de)緩存技術也(yě)是節省流量的(de)有效手段。最常見的(de)應用(yòng)就是手機浏覽器。當人(rén)們翻看剛剛浏覽過的(de)頁面上,包括圖片在内的(de)頁面信息可(kě)以緩存在手機存儲器中,這(zhè)樣就避免了(le)反複下(xià)載相同内容而産生的(de)不必要的(de)流量損耗。