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出版者:人民邮电出版社

作者:粟欣译

出品人:

页数:171

译者:赫尔德著，，，美％粟欣，，，

出版时间:2001-9

价格:21.0

装帧:平装

isbn号码:9787115095763

丛书系列:

图书标签:

• 无线通信
• 数据传输
• 网络技术
• 无线网络
• 移动通信
• 通信工程
• 无线数据网络
• 网络安全
• 信号处理
• 物联网

好的，这里为您呈现一部关于“量子纠缠与信息安全”的图书简介。 --- 图书名称：量子纠缠与信息安全：新一代加密技术的理论基石与前沿应用 作者： 张 华 教授 / 李 明 博士 出版社： 科技前沿出版社 出版日期： 2024 年 11 月 --- 简介：信息时代的终极防御与颠覆性机遇 在数字信息爆炸性增长的今天，数据安全已成为国家安全、经济命脉乃至个人隐私的最后一道防线。传统的基于复杂数学难题的公钥加密体系（如RSA和ECC）在过去几十年中支撑了全球互联网的运行。然而，随着通用量子计算机的研发日益逼近“量子霸权”，这些看似坚不可摧的密码体系正面临前所未有的颠覆性威胁——肖尔算法一旦实现，将使现有公钥体系在数小时内土崩瓦解。 《量子纠缠与信息安全》正是在这一历史性的技术转折点上应运而生的一部里程碑式著作。本书并非探讨当前主流的无线通信或网络结构，而是深入挖掘了微观世界的精妙物理原理，旨在为构建抗量子攻击的、绝对安全的下一代信息基础设施，奠定坚实的理论和实践基础。 本书核心聚焦于量子力学的两大支柱——量子纠缠与量子叠加态——如何被巧妙地应用于信息安全领域，特别是量子密钥分发（QKD）的深度解析与工程实现。它为读者提供了一套从基础物理概念到尖端工程部署的完整知识图谱。 --- 第一部分：量子力学基础与密码学的范式转移 (The Paradigm Shift in Cryptography) 本部分首先为读者打下坚实的理论基础，摒弃了传统信息论的视角，转而从物理实在的角度审视信息载体。 1. 量子比特（Qubit）的特性与优势： 详细阐述了量子叠加态的数学描述（布洛赫球表示法），以及它与经典比特的根本区别。重点分析了如何利用量子态的不可克隆定理（No-Cloning Theorem）作为信息安全的第一道物理屏障，这是构建绝对安全通信的物理学前提。 2. 量子纠缠的非定域性与贝尔不等式： 深入探讨了爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）佯谬的现代诠释，特别是贝尔不等式如何将“定域实在论”从物理学中排除。本书清晰论证了纠缠态如何作为一种超越经典信息传输的资源，为量子通信提供了独特的优势。 3. 经典密码学体系的脆弱性剖析： 详细回顾了RSA、Diffie-Hellman等公钥算法的数学基础——大数因子分解和离散对数问题。通过引入Grover搜索算法和肖尔算法的复杂度分析，直观展示了在量子计算面前，现有加密体系的指数级加速破解风险。这部分内容是理解后续“量子安全”必要性的关键。 --- 第二部分：量子密钥分发 (QKD) 的理论构建与协议精讲 (The Core of Quantum Key Distribution) 这是全书的精髓所在，系统地介绍了如何利用量子物理定律来实现理论上无条件安全的密钥共享。 4. BB84 协议的原理与实现细节： 详细拆解了Bennett-Brassard 1984（BB84）协议的每一个步骤：发送方随机选择基底编码、接收方独立测量、经典信道上的基底协商、以及最终的密钥筛选过程。书中特别对光子源的制备（如SPDC、弱相干脉冲）的实用性及其引入的侧信道攻击风险进行了深入辩证。 5. E91 协议：基于纠缠的绝对安全： 聚焦于Ekert 1991（E91）协议，它完全依赖于量子纠缠对。本书详细展示了如何利用纠缠对的关联性来实时验证信道的窃听行为，通过测量贝尔不等式偏差（S值）来保证密钥的安全性，避免了传统BB84中对光源稳定性的高要求。 6. 窃听检测与信息萃取： 本书的实践价值体现在对窃听模型（如窃听者拥有完美的信息处理能力）的严格建模。详细分析了信息泄漏率的计算方法，以及在存在窃听的情况下，如何通过隐私放大（Privacy Amplification）和信息萃取（Information Distillation）技术，将少量带有噪声的共享密钥，转化为具有极低错误率的最终安全密钥。 --- 第三部分：工程挑战、量子网络与后量子密码学集成 (Engineering Frontiers and Integration) 理论的实现依赖于工程的突破。本部分将视野从实验室推向实际部署，并探讨了量子安全生态的构建。 7. QKD 系统的物理实现与信道衰减： 深入探讨了当前QKD系统面临的距离限制问题。分析了光纤信道中的损耗模型、光子探测器的效率（暗计数率、探测效率）对密钥率（Key Rate）的影响。重点介绍了量子中继器的必要性，以及基于卫星的自由空间量子通信技术如何突破地面光纤的百公里瓶颈，实现全球范围的量子密钥分发。 8. 量子网络架构与拓扑设计： 探讨了构建多节点、可互联的量子互联网所需的架构。这包括量子交换机（Quantum Switch）的设计原理、如何管理和路由纠缠对（Entanglement Swapping），以及如何将QKD链路与现有的经典骨干网络进行混合组网，实现量子安全密钥的按需分发。 9. 后量子密码学 (PQC) 的互补与集成策略： 认识到全量子网络在短期内难以普及，本书还详细介绍了后量子密码学（Post-Quantum Cryptography）的最新进展，如基于格（Lattice-based）、基于哈希（Hash-based）、多变量（Multivariate）和基于编码（Code-based）的算法。重点讨论了在混合模式安全架构中，如何将QKD提供的无条件安全密钥与PQC算法结合使用，以确保在量子计算机出现前后的过渡期内，信息的绝对安全。 --- 目标读者 本书面向信息安全研究人员、网络工程师、密码学专家、通信物理学博士研究生，以及所有对信息技术未来走向、追求“绝对安全”保障的决策者。阅读本书，您将掌握从物理定律层面理解和构建下一代安全通信系统的核心能力。 --- ISBN: 978-7-5087-XXXX-X 定价: 188.00 元 (RMB)

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