张宏科（右二）在与团队成员讨论问题。

■本报通讯员 袁芳 见习记者 许悦

人生是有选择的。

1994年，张宏科博士后出站选择留在北京交通大学任教，就是选择了一份教书育人的责任；选择在下一代互联网互联设备国家工程实验室任职，就是选择了一个报效祖国的使命。

由于现有互联网核心技术长期由西方国家掌控，对我国网络空间主权造成严重威胁。为此，张宏科和他的团队成员们决意构筑起未来20~30年可以维护国家网络安全、具有完全自主知识产权的新型互联网系统。该系统核心技术完全由自己掌控，摆脱别人的制约。在2018年召开的2017年度国家科学技术奖颁奖大会上，其团队的研究成果——智慧协同网络及应用，更是获得了国家技术发明奖二等奖。

从根源上找到现有互联网的技术缺陷

为什么上网的时候你会感到安全性很差，个人信息随时会暴露？为什么上网的时候你会感到移动网络“移动”不起来？为什么上网的时候你会感到网络很乱，充斥着虚假、诈骗信息？

专业人士告诉你，这都是由互联网原始设计弊端造成的。针对互联网的诸多问题，张宏科团队发现并凝练出互联网体系“网络与用户”“控制和数据”“资源与位置”的“三重绑定”特性，是造成其诸多弊端的本质原因。

互联网安全性差是最受用户诟病的缺陷。小到影响个人隐私，大到泄露国家安全机密。轰动世界的“棱镜门”事件让人深刻地感受到互联网安全的脆弱性。

“这和互联网的原始设计有关。” 张宏科告诉记者，网络用户传输资料、图像、视频的时候，这些信息流被转化为数据包，里面就包含着发送者和接收者的地址信息。对于精通IT技术的人，这个数据包就是透明的，他在任何节点上都能抓到数据包，从而知道它从哪儿来，到哪儿去。而且，对于用户来说，登录信息和所在位置信息捆绑在一起，只要用户一上网，其位置就是确定的，安全性又怎么可能得到保护？“你再怎么做防护，都是消极的应对措施。”

而“控制和数据绑定”“资源与位置绑定”的特性则导致了移动网络“移动”不起来、网速太慢、效率不高等缺陷。“这些原始设计的弊端让互联网长时间超负荷运转，难以承受越来越多的应用和用户使用，用户体验越来越差。因此，我们必须构建一个全新的互联网体系，以适应未来的发展需求。”张宏科说。

下一代互联网是什么样子

针对下一代互联网体系的构建，张宏科团队潜心研究了20余年，在国家两期“973”计划等项目的资助下，提出了以“两层模型”“三次映射”“四种标识”为典型特征的标识网络体系，发明了标识和映射机制，先天性地解决了现有互联网中存在的移动性、安全性、灵活性等难题。获得国内外发明专利授权58项，登记软件著作权16项，借助于“点标识”的理念与思想，主导制定了IEEE 1888、1888.2等核心国际标准，率先构建了未来互联网的蓝图。

“美国、欧盟等都在开展这方面的研究，但是，到目前为止，只有我们提出了比较综合有效的解决方案。可以说，在这方面，我们走在了世界的前端。”张宏科自豪地表示。

在张宏科的描述中，下一代互联网体系较好地解决了“三重绑定”的问题，网络的自我管理能力很强，呈现给用户一个安全、有序、快速、智能的网络世界。网民只要合法登记，就能享受到网络提供的各种优质服务。“当然，如果你违背法律，发布虚假信息，利用网络干违法的事情，扰乱社会秩序，警察也能很快找到你。”张宏科笑道。

在这个蓝图里，张宏科团队还把多种网络设计成一种网络，即“一体化标识网络”。他告诉记者，传统网络原始设计思想基本上是“一种网络”支持“一种主要服务”。这不但导致基础设施重复建设，也无法适应未来网络服务的多样性要求。张宏科团队发现，电信网的交换机和互联网的路由器工作机理非常相似，而且各种网络体系结构都可以划分为两个大的层面。因此，他创造性地提出，全新网络的总体框架应该是两层结构体系，即基础设施层面和普适服务层面。这种“一体化标识网络”不但能够实现在一种网络上支持多种业务，还大大提高网络的工作效率，简化网络的管理和维护，有效解决了传统体系中存在的安全、可控、可管及移动问题。

高校里做科研要有超前思维和韧劲

任何成绩的取得都非偶然，作为高校在基础研究领域取得的重大原创性科研成果，张宏科认为“这得益于对学科发展方向的超前把握和一股子韧劲儿”。

“2004年，我们手头的两个‘863’项目已经结题。张老师当时就提出，要集中精力做下一代互联网，也就是我们标识网络的先导项目。当时国内外还没有人做这项研究。我们还有些不理解。”团队成员、北京交通大学电子信息工程学院教授苏伟回忆道。

2005年8月，美国国家自然基金委发布了他们的GENI（全球网络环境革新）计划，其中提到，由于现有互联网的种种弊端，他们准备着力于“下一代网络”的建设。而此时，张宏科团队已经初步构思出全新的、两层网络体系架构。2007年，欧盟启动的新网络研究FIRE计划提出了“两层”网络体系。“看到这个消息，我们都很高兴，这也从侧面印证了张老师的准确判断。我们工作起来也更自信了。”苏伟告诉记者。

这种超前把握显然不是一时的“心血来潮”。它建立在对专业知识的扎实积累之上。“我们之所以能够提出全新的网络框架体系，正是基于对传统网络的透彻研究。过去的东西就是基础。只有了解透了，才能知道问题在哪儿、未来的方向在哪里、解决的方案是什么。不了解过去，就无法做到超前，更不可能超越。”张宏科说。

在张宏科看来，基础研究领域的任何重大成果都是十几年甚至几十年的积累。高校做科研，尤其是基础研究最忌讳‘跟风’，东一榔头西一棒槌，什么也做不长，形不成产业链，对产业发展也难以做出贡献。“科研没有捷径可走，凭的就是一股子韧劲儿。”张宏科说。

《中国科学报》(2018-04-17第8版 科创)