真相丨WiFi安全吗？
2015/6/11 中科院之声
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太可怕了! 晚上要关手机，要关WiFi睡觉! WiFi居然能杀死植物。
曾经有新闻报道，有一名孕妇的家人，从楼下到楼上挨户要求关闭WiFi，以免对胎儿产生影响，这一传言也让不少孕妇产生恐慌。还有一条“无线路由器附近的植物不发芽”的信息在网络上也流传甚广。WiFi到底安不安全？
实际上，WiFi辐射对人体健康和安全的影响基本可以忽略不计。目前没有科学实验或事实数据能证明电磁波会对生物体造成不良影响。对生物组织能够产生的效果主要是其加热效果，但这需要很强并且集中指向的电磁场。
关于WiFi的知识，大家可以读一读中科院之声之前推荐过的《捋一捋WiFi那些事》一文。
捋一捋WiFi那些事
“老板，密码多少？”老板或服务员心照不宣地报出一串数字，或电话号码或有某种意义的数字组合等，然后低头一族……。这是近几年来你经常能够在茶座、饭店、咖啡店、汽车4S店、商铺等区域看到或听到的一幕，或者你自己也经常这么干的。
1.WiFi是什么？
移动互联网快速发展，无线路由走入千家万户(目前一台双频路由器也就200元左右)，人类对WiFi的依赖和需求与日俱增。WiFi(Wireless Fidelity)，原先是无线保真的缩写，在无线局域网(WLAN)是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网技术，又叫802.11b标准，是IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准。因为速度快、可靠性高、组网成本较低，WiFi技术在特定区域内满足用户高速数据传输的需求具有绝对优势。
无线接入点(AP，Access Point)也称无线网桥、无线网关，在无线局域网中不停地接收和传送数据。任何一台装有无线网卡的PC均可通过AP来分享有线局域网络甚至广域网络的资源。理论上，当网络中增加一个无线AP之后，即可成倍地扩展网络覆盖直径，还可使网络中容纳更多的网络设备。每个无线AP基本上都拥有一个以太网接口，用于实现无线与有线的连接。
2.公共区域WiFi覆盖谁买单？
智能手机的迅速普及和移动电子商务借势线上线下的高度融合，大众对公共区域免费WiFi覆盖的呼声越来越高。然而，天下没有免费的午餐，WiFi谁来建？谁买单？如何建？因此可持续发展的WiFi建设商用运营模式尤为重要。据多家网络介绍，国内WiFi运营模式主要有盒子模式、车厢模式、港口模式和商圈模式等四种,我这里再增加一种公益模式。
(1)盒子模式。这是WiFi运营商利用中小商家(餐饮娱乐商家为主)已有宽带，通过免费或有偿提供带有可宣传的portal页面的广告路由器(或机顶盒)替换商家原有路由器的方式，实现对城市零散WiFi资源的整合和整体运营。如支付宝免费WiFi计划。在盒子模式中，WiFi运营商主要获取广告、支付等收益，而商家可从WiFi运营商提供的广告路由器(或机顶盒)中获得信息推送、接入点餐、支付等各种O2O应用，但需自行支付宽带费用。盒子模式的优点是建设成本低，缺点是商家分散、形成规模慢、进入门槛低、行业竞争大，一旦被大型商业WiFi覆盖就将失去生存空间。
(2)车厢模式。这是WiFi运营商通过设备将基础电信运营商基站的信号转换为车厢内的WiFi信号(LTE-Fi)，实现对公交车、地铁、高铁等交通工具的“移动覆盖”。如16WiFi等，其优点是投资小、辐射人群多、用户使用率高，可借此优势获得稳定的广告收益。但目前车载模式尚存在技术问题，即转化而来的WiFi信号的稳定性、网速、易掉线等问题。
(3)港口模式。这是WiFi运营商在机场、火车站等城市出入港公共场所实施WiFi覆盖和商用的模式。如Airport Free Wi-Fi等，采用专线和专业AP对售票大厅、候机大厅、候车大厅和广场等进行覆盖。港口模式的优势在于，可形成以城市出入港为节点的全国WiFi联播，但缺点是其覆盖的人群来自全国各地，大多属于城市的过客，难以实现基于本地化的应用和本土商业支撑，因此该模式主要以WiFi综合门户应用(新闻、手游、视频等)的形式进行商用。
(4)商圈模式。这是WiFi运营商与城市信息基础设施建设方(基础电信运营商)基于某种商业模式，通过光纤专线接入、商圈级AP热点建设实现对商圈中各大型商业体的城市级WiFi覆盖和商用，为各大商圈中的购物中心、百货、超市、品牌店、餐饮、休闲、娱乐等商家提供线上线下“双店”(实体店+网店)一体化运营平台服务。通过移动智慧商圈APP移动客户端(远程)和WiFi(近场)客户端，为用户和商家提供基于位置服务LBS的信息互动和线上线下一体化交易撮合。如微信公众平台添一个功能插件，即“微信连WiFi”，可为商户的线下场所提供一套完整和便捷的WiFi连接方案，同时通过微信生态链和开放平台体系，商户能够更好地触达线下用户，并能通过WiFi近场服务能力，打通线上和线下的闭环，提高商户的经营效率。
(5)公益模式。这是采用运营商建设、政府适当补贴维护费和流量费的公益模式，运营商注重统计取样、大数据挖掘和创新商业模式抵冲建设投资和运维成本，探索WiFi2.0商用时代的盈利模式。公益模式主要是鉴于市场失灵和便民惠民考虑，在已有WiFi覆盖的公共区域，引导其他建设方不再建设WiFi覆盖；而为保障已覆盖区域WiFi使用效果，按照标准进行网络优化；对在前期重复建设存在同频干扰的公共区域实施开通WiFi双频信号方法，增加信号强度解决干扰问题。这种模式的WiFi网络免费开通，可以作为城市面向市民服务的重要信息化平台，逐步整合各部门的相关公共信息资源，起到惠民工程的效果。
3.WiFi安全吗？
(1)妖魔化WiFi辐射现象。据扬子晚报，曾经有一则新闻引起很多人的关注：有一名孕妇的家人，从楼下到楼上挨户要求关闭WiFi，以免对胎儿产生影响，这一传言也让不少孕妇产生恐慌。还有一条“无线路由器附近的植物不发芽”的信息在网络上也流传甚广。实际上，最常见的无线路由器，其工作功率在几十到上百毫瓦之间，比普通手机的功率小(手机最大辐射功率为2瓦)。因为辐射的强度和距离平方成反比，相比手机，无线路由器等WiFi设备离使用者的距离要远得多，这使人们接受其辐射的功率密度要小得多。WiFi无线上网使用的电磁波波段一般是2.4GHz到5GHz，和手机使用的射频电磁波波段比较接近。英国健康保护局曾估计，即使一个离身体有一段距离的无线路由器常年开着，一年所产生的辐射大概也只相当于打几十分钟手机的辐射量。WiFi辐射对人体健康和安全的影响基本可以忽略不计。目前没有科学实验或事实数据能证明电磁波会对生物体造成不良影响。对生物组织能够产生的效果主要是其加热效果，但这需要很强并且集中指向的电磁场。WiFi使用的电磁波属非电离性辐射，在满负载状态下测试电磁辐射为24-31微瓦/平方厘米，远低于我国现行的《电磁辐射防护规定》限值40微瓦/平方厘米(欧盟标准450微瓦/平方厘米，美国则为600微瓦/平方厘米)。与手机待机状态的辐射值相当，远低于通话状态的手机辐射。
(2)WiFi存在使用安全隐患。WiFi设备的安全级别很高，问题是如何使用WiFi。带有密码的无线网络比免费WiFi的安全性要高，而运营商提供的无线网络需要用户登录操作，安全性更高。但毋庸置疑，目前WiFi使用安全隐患仍然是不小的问题，由于商用WiFi技术门槛低，只要购买设备软件、网络服务就可以搭建实现，而在公共场所搭建一个虚假WiFi环境发射信号诱导用户连接使用，这在技术上也非常容易做到。黑客搞定用户账号和密码是因为设置了人为陷阱，黑客攻克的并非WiFi设备的安全防护，而是不安全的网络浏览器的软件漏洞，没有密码的无线网络，黑客更容易搞定。据传，腾讯安全宣布携手国内商用WiFi服务提供商以及部分商家成立“腾讯安全WiFi联盟”，实现WiFi网络覆盖。基于腾讯安全开放平台，安全WiFi联盟打通电信运营商、商用WiFi运营商、商家等资源，实现免费安全WiFi服务网络；腾讯手机管家建设统一的安全WiFi服务标准，用户只需通过腾讯手机管家，便可接入安全WiFi网络。腾讯的“全民WiFi”使用时，只要一插一扫，即可自动安装驱动而创建WiFi连接，并具有防蹭网、阻挡恶意网站、拦截木马欺诈等功能。
4.WiFi未来？
(1)无人机飞行WiFi信号发射器。据说Facebook创始人扎克伯格和Google不断争夺无人机网路服务，几年前他默默收购英国太阳能无人机制造商Ascenta，并希望开发一个无人机系统，利用近地飞行的无人机来最大程度地增强网络信号强度，也就是把无人机当做一个个飞行的WiFi信号发射器，其太阳能无人机能在空中连续飞行几个月、甚至几年时间，旨在将互联网普及到全球各地。据说在伊拉克服役的一队监察无人机被重新指派任务，即为在遥远的、通讯不良的战场提供WiFi。RQ-7 Shadow无人机在伊拉克驻军中扮演着监察、情搜等任务，但现在变成了世界上最高大上的无线路由，即利用无人机作为WiFi中枢作用补足无线电的信号限制，增加数据传输的渠道。该项目由美国DARPA组织，被改造的无人机一秒钟可以传输1GB的数据量(和4G网路的传输量相同)，则在遥远战区就可通过网路进入战术中心、参考任务数据，这些资讯都是内部文件，不会带在身边，现在可以通过电脑查看这些讯息。项目的挑战在于如何让现有无人机搭载无线系统，因为Shadow并不是最大的无人机，空间上很难加入更多的设备，但DARPA称开发了一种微型天线，能够发出高频的可定向毫米波，通过特殊扩大器，能大大增强信号，无人机可以在敌人看不见的高空提供信号。他们利用外接的设备提供无线服务，该设备只有8英寸宽，仅重20磅，可以提供9小时的服务。DARPA还称开发了一种点对点式的连线方式，可以在保证信号强度的情况下，忽视地形、遮蔽物的影响。目前该项目还在设计拓补学，但还不清楚有哪些改进可以使轻量的Shadow承受坏天气。该计划将把无线设备装入飞行器以及地面车辆，并完成4架WiFi无人机以及两辆地面车辆对接点。
(2)无源WiFi技术。据PC World 2014年8月5日消息，美国University of Washington的计算机科学与工程团队研发了不需要电源的WiFi设备，利用WiFi反向散射体(backscatter)技术实现无线供电与WiFi的结合，可以利用周围的无线电波信号作为电能源，并与WiFi网络建立连接进行数据传输。无源WiFi设备将可能广泛应用于物联网领域，可以将大量的设备联上互联网。传统WiFi设备非常耗电，WiFi反向散射体将大幅度减少电源需求甚至不需要电源。
(3)灯光与WiFi结合的LiFi技术。光和无线电波一样属于电磁波，且频率是WiFi热点频率的10万倍。光与WiFi的结合创造了LiFi(Light Fidelity，可见光无线通信，又称光保真技术)，其技术原理是利用快速的光脉冲无线传输信息(只要在LED灯泡中增加一个微芯片，便可让灯泡变成无线网络发射器)，根据不同速率在光中编码信息，例如LED开表示1、关表示0，通过快速开关就能传输信息(还可以利用不同颜色的LED传输数据)，即通过高速闪烁的灯泡传递信号，其闪烁速度快到每秒数十亿次，由于LED的发光强度，人眼几乎感觉不到光的快速变化，而光敏传感器就能接收到这些变化，然后各种移动接收端就会通过可见光解码数据。复旦大学已采用光来代替无线电波传输数据，而且传输速度比WiFi快10倍，演示了4台电脑通过一个灯泡实现联网，离线最高速率可达3.25G，实时系统平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。光谱比无线电频谱大10000倍，意味着LiFi具备更大的带宽和更高的速度，网络设置又几乎不需要任何新的基础设施，“有灯光的地方，就有网络信号；关掉灯，网络全无”。但是LiFi从灯光通讯控制到芯片设计制造等还没有商用的芯片组，要真正像WiFi那样走进千家万户，还有很长的路要走。而且LiFi技术本身也有其局限性，例如LiFi不能穿墙，尽管安全性好，但若灯光被阻挡，网络信号将被切断等；而LiFi技术应用于现实生活，你能忍受时刻处于灯光的照射之中吗？由于种种局限性的存在，LiFi还只能作为在小空间范围内无线传输的补充方式，如在水下作业需要的WiFi即可通过LiFi技术实现。
(4)高空WiFi。飞机上一直需要关掉手机等移动终端，乘客们关机后会依靠电视和杂志来打发时间，不过现在飞机上的WiFi连接已经越来越普遍。“空中WiFi”有“局域网”和“天地互联”两种情况。通常航空公司分三步走：第一步在每个飞机座椅后面配平板电脑；第二步建立客舱局域网，实现机舱内互联；第三步实现天地通讯。从技术上来看，天地互联主要有两种方式：一种是通过飞机上安装的内部无线网络和卫星进行通讯，再通过卫星和地面的主站进行通讯，地面主站再和国内网络运营商进行连接实现全球覆盖，但最大的问题是速度慢，只能实现“窄带”传输；另一种方式是利用机载设备同地面基站建立网络链接，给飞机配置双制解调器和定向天线，飞机在顶头上飞的时候就会跟这些网络交流，而问题是必须要对基站进行改造而且服务仅限于经过基站改造的这一段航线上，而且飞机到海面上或者离地面基站太远，速度和可靠性会受影响。
(5)WiFi覆盖全球。让全世界每个角落都覆盖无线网，听上去好像是个美丽的设想，不过美国一家充满雄心壮志的媒体发展投资基金公司打算把它变成现实，项目叫“外联网(Outernet)”。这家公司与美国航天局联系，希望获得帮助，在国际空间站进行信号释放测试，后期还需要美国航天局帮忙把数百颗cubesats迷你卫星送入指定轨道。按照设想，进入预定轨道后的卫星能够接收来自地面基站释放的网络数据，卫星需要对这些数据进行解析，并转换成无线网络信号持续释放到地球上，向全球提供WiFi服务。这家公司预计在2015年6月前向近地轨道发射数百颗迷你卫星，世界各地任何一个角落使用任何电子终端都能连接和享用无线网。未来如何，难说。
来源：郑加强科学网博客
作者郑加强，系南京林业大学机械电子工程学院教授
http://weixin.100md.com
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