Optical and Digital Techniques for Information Security pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Javidi, Bahram 编

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:2005-6

价格:$ 168.37

装帧:HRD

isbn号码:9780387206165

丛书系列:

图书标签:

信息安全
光学技术
数字技术
密码学
数据加密
通信安全
网络安全
图像处理
信息隐藏
安全协议

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具体描述

This book comprehensively surveys the results of research investigation and technologies used to secure, verify, recognize, track, and authenticate objects and information from theft, counterfeiting, and manipulation by unauthorized persons and agencies. This book will draw on the diverse expertise in optical sciences and engineering, digital image processing, imaging systems, information processing, computer based information systems, sensors, detectors, and biometrics to report innovative technologies applied to information security issues. Optical and Digital Techniques for Information Security is the first book in a series focusing on Advanced Sciences and Technologies for Security Applications. The Advanced Sciences and Technologies for Security Applications series focuses on research monographs in the areas of:-Recognition and identification (including optical imaging, biometrics, authentication, verification, and smart surveillance systems)-Biological and chemical threat detection (including biosensors, aerosols, materials detection and forensics)-Secure information systems (including encryption, and optical and photonic systems)

《光与数字技术在信息安全中的应用》书籍简介本书全面深入地探讨了光子学和数字技术在构建和维护现代信息安全体系中的关键作用和前沿应用。在信息爆炸和网络攻击日益复杂的背景下，传统的电子学方法在处理高带宽、低延迟以及抵御量子计算威胁等方面正面临严峻挑战。本书应运而生，旨在为安全专家、研究人员以及高级工程技术人员提供一套结合光通信的物理优势与先进数字信号处理能力的综合性视角。第一部分：光子学基础与信息安全的物理层优势本部分首先奠定了光子学在信息安全领域的基础。我们详细阐述了光波的独特物理特性，如极高的带宽潜力、天然的电磁隔离性以及对窃听行为的敏感探测能力，如何转化为信息安全保障的优势。光通信的物理安全机制：深入分析了光纤通信的固有优势，特别是光纤内部光信号的低损耗和高度的物理封装性。我们探讨了光纤的易损性（如微弯曲和侧向压力）如何能够被转化为一种有效的物理入侵检测手段，并介绍了基于光纤损耗和散射模式变化的实时入侵预警系统的设计与实现。量子密钥分发（QKD）的理论与实践：详细介绍了基于光子态（如BB84、E91协议）的量子密钥分发技术。这部分不仅仅停留在理论层面，更侧重于实际系统部署中的挑战与解决方案，包括单光子源的制备、高效率探测器的选择、以及如何在城域网和长距离传输中维持高密钥生成率和低误码率。特别关注了QKD系统如何应对侧信道攻击和探测器效率不匹配问题。光电调制与物理不可克隆函数（PUF）：探讨了如何利用光子器件的制造不确定性来生成具有内在随机性和不可复制性的物理不可克隆函数。我们分析了基于薄膜光学结构、随机散射体或集成光子芯片特性的PUF设计，并评估了它们在设备认证和芯片级安全中的可靠性和安全性。第二部分：先进数字信号处理在光安全中的融合信息安全的未来在于光与数字技术的深度融合。本部分聚焦于如何利用高性能的数字信号处理（DSP）技术来增强光通信和光存储系统的安全性。高速数字加密与解密架构：鉴于光通信通道承载的数据速率已达Tbps级别，传统的串行加密方法难以跟上速度。本书详细介绍了并行化与流水线化的加密架构，特别是如何利用FPGA和ASIC技术实现高吞吐量的物理层加密算法（如ChaCha20、AES）的加速。我们还讨论了在光通信系统中实现前向纠错（FEC）与加密同步的优化策略。基于机器学习的光纤信道监测与异常检测：阐述了如何采集光纤信道中的实时光功率、相位噪声、偏振态等特征数据，并利用深度学习模型（如LSTM、CNN）对这些多维数据流进行分析。重点在于训练模型以识别出微弱的、非传统的窃听信号特征、光纤篡改的指纹，以及链路质量的异常漂移，从而实现零延迟的异常行为分类。数字水印与内容完整性验证：探讨了将安全信息（如时间戳、版权信息、完整性校验码）嵌入到数字域的调制信号中，并通过光载波传输的方法。这包括对调制格式（如QAM、PAM4）的鲁棒性分析，确保水印在光传输和电光转换过程中不被破坏，同时抵抗恶意擦除攻击。第三部分：应对新兴威胁：后量子密码学与光计算安全本书展望了信息安全领域的下一代挑战，特别是量子计算带来的威胁，并探讨了光子技术在缓解这些威胁中的潜力。光子计算在密码学中的角色：分析了相干光复用（Coherent Optics）和硅光子技术在加速现有公钥基础设施（PKI）中的优化，例如，如何利用光硬件的低噪声特性来加速椭圆曲线加密（ECC）的复杂乘法运算。同时，也探讨了光计算的局限性以及它在未来安全系统中的定位。后量子安全评估与混合系统部署：详细研究了格基密码、基于编码的密码等后量子密码算法（PQC）的计算复杂度。重点在于如何设计光电混合安全协议，使得对计算敏感的PQC算法能够与超高速、但对延迟敏感的光通信层进行高效集成，确保在向PQC过渡期间的系统性能和安全性。光物理层安全（Physical Layer Security, PLS）的增强：结合数字处理技术，提升传统PLS的鲁棒性。例如，利用数字预编码技术来优化信道盲态估计，从而提高窃听者之间信道容量的差异，增强秘密信息的分发效率。总结与展望：本书强调，未来的信息安全不再是单一技术的堆砌，而是光子学提供的物理保障与数字智能分析的深度耦合。通过本书的系统学习，读者将能够掌握一套跨越物理层到应用层的综合安全设计与防御工具箱，为构建下一代高可靠、高吞吐、抗量子威胁的安全通信基础设施奠定坚实的基础。