New Techniques and Ideas in Quantum Measurement Theory pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:New York Academy of Sciences

作者:

出品人:

页数:634

译者:

出版时间:1987-2-1

价格:USD 158.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780897663557

丛书系列:

图书标签:

• 量子测量
• 量子理论
• 量子信息
• 开放量子系统
• 退相干
• 量子光学
• 量子力学
• 测量理论
• 非平衡态
• 量子基础

现代密码学：从理论基础到前沿应用 本书旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的现代密码学知识体系。我们聚焦于构建安全通信、数据保护和身份验证的基石，探讨从经典密码系统到量子安全密码学的演进路径，并详细剖析当前主流密码学方案的数学原理、安全模型及其在实际工程中的部署挑战。 --- 第一部分：密码学的数学基石与经典范式 本部分将奠定理解现代密码学所必需的代数、数论和概率论基础，并系统回顾密码学发展的早期里程碑。 第一章：离散数学与代数基础回顾 密码学依赖于数学上难以逆转的操作。本章将回顾有限域（Galois Fields, $ ext{GF}(p^n)$）的构造与性质，这是分组密码和椭圆曲线密码学的核心数学环境。我们将详细探讨模算术在加密中的应用，特别是在大素数上的运算和二次剩余问题。此外，本章还将引入数论中的关键概念，如欧拉定理、中国剩余定理（CRT）及其在加速计算中的作用。 第二章：经典信息论与安全模型 信息论为我们定义了“安全”的边界。本章首先引入香农的信息论基础，探讨完美保密性的概念，并深入分析一次性密码本（One-Time Pad）的优势与局限性。随后，我们将转向更具实用性的计算复杂性安全模型，区分计算不可区分性（Computational Indistinguishability）与信息论不可区分性。本章将详细阐述攻击模型，包括已知明文攻击（CPA）、选择明文攻击（CCA1/CCA2）和零知识证明中的特定假设。 第三章：对称密码系统：分组与流密码 对称密码系统是数据加密的骨干。本章首先聚焦于分组密码，详细解析高级加密标准（AES）的结构、轮函数设计（S-Boxes的构造与代数性质）及其安全性分析方法，如差分和线性密码分析。接着，我们将转向流密码，探讨基于计数器模式（CTR）和反馈寄存器（LFSR）的流密码设计。本节将重点关注如何通过密钥流的周期性、线性复杂度和相关性来评估其抵抗攻击的能力。 第四章：非对称密码系统：公钥体系的构建 非对称密码系统解决了密钥分发难题。本章核心讲解基于数学难题的公钥算法： 1. RSA算法：基于大整数分解（Factoring Problem）的安全性，详细剖析CRT-RSA的优化及其对填充方案（如OAEP）的需求。 2. Diffie-Hellman（DH）密钥交换：基于离散对数问题（DLP）的原理，并讨论其变体如IKE协议中的应用。 --- 第二部分：现代密码学的核心支柱 本部分深入探讨构建现代安全协议不可或缺的两个关键领域：数字签名和零知识证明。 第五章：数字签名方案与认证机制 数字签名提供了数据完整性和不可否认性。本章将系统分析不同类型的签名算法： 1. 基于RSA的签名（RSASSA-PSS）：其与加密方案的区别和安全强化。 2. 椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）：详细解释其在有限域上的运算以及相较于传统DLP方案的效率优势。 3. 基于散列的签名（如Lamport, XMSS/LMS）：作为后量子时代的重要补充，分析其签名大小和速度的权衡。 第六章：密码学中的零知识证明（ZKP） 零知识证明是验证者无需获取任何关于秘密信息本身的情况下，即可证明某一陈述为真的强大工具。本章将从理论到实践介绍ZKP： 1. 交互式证明系统：图灵可证明性与交互式证明（IP）。 2. 非交互式零知识证明（NIZK）：如何通过Fiat-Shamir启发式将交互式证明转化为非交互式形式。 3. 构造与应用：详细介绍诸如zk-SNARKs和zk-STARKs的基本思想，着重于它们在区块链可扩展性（如Rollups）中的实际作用和复杂性权衡。 第七章：基于身份的加密与属性基加密 本章探讨将用户身份直接嵌入到密码学结构中的方法。我们将解析Boneh-Franklin的IBE方案，理解其基于双线性对（Bilinear Pairings）的数学构造，以及它如何简化密钥管理。随后，深入探讨属性基加密（ABE），包括其在访问控制中的应用，特别是如何实现精确到“部门+角色”的安全策略分离。 --- 第三部分：高级主题与未来展望 本部分关注密码学在复杂系统中的应用，以及应对未来计算威胁的前沿研究。 第八章：同态加密（Homomorphic Encryption）的前景 同态加密允许在密文上直接进行计算，而无需事先解密数据。本章将分类阐述同态加密的不同级别： 1. 部分同态加密（PHE）：如Paillier方案在加法上的操作。 2. 增量/层次同态加密（SHE/LHE）：如BFV/BGV方案，侧重于如何管理“噪声增长”问题。 3. 全同态加密（FHE）：深入讨论如何通过“引导”（Bootstrapping）过程重置噪声，实现任意深度电路的计算，并分析其当前的性能瓶颈。 第九章：密码学在物联网与硬件安全中的集成 随着计算设备的边缘化，密码学必须适应资源受限的环境。本章将讨论轻量级密码学（Lightweight Cryptography）的设计原则，如对内存和功耗的严格限制。此外，我们将探讨侧信道攻击（Side-Channel Attacks），例如功耗分析（DPA）和电磁辐射分析，以及通过掩码技术（Masking）和随机化技术来加固加密硬件实现。 第十章：后量子密码学（PQC）的挑战与标准 量子计算机的出现对当前依赖大整数分解和离散对数难题的公钥体系构成致命威胁。本章将详细介绍NIST标准化的PQC候选算法类别： 1. 基于格的密码学（Lattice-Based）：如Kyber（密钥封装）和Dilithium（签名），探讨其短向量问题（SVP/CVP）的难度基础。 2. 基于编码的密码学：如McEliece方案的结构和高密钥尺寸问题。 3. 基于哈希的签名与多变量二次方程（MQ）系统：分析它们在不同安全模型下的适用性。本章将强调从经典密码学迁移到PQC所需的全面风险评估和过渡策略。 --- 本书内容全面覆盖了构建安全系统所需的所有理论工具和实践技术，为信息安全专业人员、研究生以及所有希望深入理解现代数字世界安全底层机制的读者，提供了不可或缺的参考指南。

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这本书的排版和印刷质量简直是艺术品级别的，这对于一本需要大量图示和复杂公式的学术著作来说至关重要。页面纸张的克重恰到好处，既能保证墨水不洇，又不会重得让人望而却步。最让我惊喜的是那些图表——它们不是简单的黑白线条图，而是运用了多层次的色彩编码来区分不同的量子态和演化路径。比如，在讨论弱值测量（Weak Measurement）时，作者们用渐变的色彩深浅来表示测量基矢的选择对结果的敏感度，这种视觉上的区分度极高，远胜于我在其他文献中见过的标准示意图。对于那些依赖于视觉辅助来理解高维空间操作的读者，这无疑是一个巨大的加分项。此外，书的装订非常牢固，即便是经常需要摊开到特定页码进行对照阅读，书页也不会轻易脱落或卷曲。这种对细节的极致关注，让我坚信出版方和作者团队对这部作品倾注了巨大的心血，他们理解到，在信息爆炸的时代，好的阅读体验本身就是学术传播的重要组成部分。

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这部作品的叙事风格异常坦诚和务实，它没有丝毫故作高深的腔调，而是像一位经验丰富的导师在和你进行一场深入的、不设防的对话。当作者们讨论到某个尚未解决的实验难题时，他们的语气中流露出的不是挫败感，而是一种近乎于工程挑战般的兴奋。例如，在批判现有纠错码在处理非马尔可夫噪声时的局限性时，他们直截了当地指出了当前主流理论的“阿喀琉斯之踵”，并提出了一个基于时空连续性假设的替代性模型。这种“指出不足，然后尝试修补”的写作方式，极大地激发了我的研究兴趣。它告诉我，科学的进步往往源于对现有范式的勇敢质疑，而不是对权威的盲目服从。我能感受到作者们对这门学科的热爱，这种热爱通过每一个精心打磨的句子传递出来，使得即使是最晦涩的数学推导也带上了一丝人性化的温度。这不只是一本“告诉我们什么”的书，更是一本“如何去思考”的书。

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我花了整个周末的时间，试图消化其中关于“量子退相干”与“宏观-微观边界”那一章。坦白说，理解起来颇具挑战性，但那种智力上的拉锯战感，正是高级物理著作的魅力所在。作者们采用了非常精妙的论证方式，他们没有像许多教材那样将退相干视为一个已解决的问题，而是将其视为一个动态的、依赖于环境信息的开放系统问题。他们引入了一些我先前从未接触过的拓扑学概念来描述信息丢失的过程，这让整个讨论从单纯的概率演化提升到了对信息几何的探讨。我尤其欣赏作者们在引入新数学工具时，总能紧密地结合一个具体的、可想象的物理场景，避免了纯粹的数学游戏。例如，他们用一个复杂的幺正演化矩阵来模拟光子与背景噪声的相互作用，然后巧妙地展示了如何从中“提取”出经典概率。这种将抽象数学转化为直观物理图像的能力，体现了作者们深厚的教学功底和对物理直觉的深刻理解。读完这一章，我感觉自己对“什么是客观实在”这个问题有了更深层次的困惑，但这正是我期待从一本前沿著作中得到的——不是答案，而是更精准、更尖锐的问题。

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我在寻找一本能够连接理论物理的深邃思辨与前沿工程应用的参考书，而这本书恰好填补了这一空白。它的一大特色在于，它巧妙地在纯粹的数学形式推导和实际的实验可行性分析之间架起了一座坚实的桥梁。在关于量子计算中噪声抑制的章节中，作者们并没有停留在理论上的最优边界，而是引入了大量的资源估算和实际硬件实现的约束条件，比如特定拓扑结构下的退耦序列设计。这使得那些来自实验物理或工程背景的读者，能够立刻将书中的理论洞察转化为可操作的实验方案蓝图。更值得称赞的是，它对“信息熵在耗散系统中的角色”的探讨，将其与现代机器学习中的信息瓶颈原理进行了跨学科的类比，拓宽了量子测量理论的应用视野。这本书的价值在于，它不仅为理论家提供了新的工具，也为工程师指明了优化方向，它成功地将量子测量的复杂性，转化成了一种可被驾驭的、具有工程价值的知识体系。

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这本书的装帧设计确实很有品味，硬壳包裹着厚重的书脊，光是捧在手里就能感受到其中蕴含的学术重量。封面设计简洁而不失深邃，那种深蓝色调配上银色的字体，仿佛在邀请读者潜入量子世界的幽微深处。初翻开扉页，首先映入眼帘的是一份详尽的索引和一份似乎跨越了几代学者的致谢名单，这让我对作者们的严谨态度留下了极佳的第一印象。内容上，虽然我还没来得及深入研读每一个公式推导，但光是目录的编排就显示出其脉络的清晰与逻辑的严密。它似乎不是那种只满足于罗列现有知识的教科书，更像是一份引领思考的路线图，将量子测量的核心困境层层剥开，并试图在理论的边界上寻找新的立足点。特别是关于“测量问题”的讨论，那些经典的诠释——哥本哈根、多世界、隐变量——都被置于一个批判性的审视之下，作者们显然没有满足于照本宣科，而是力图挖掘出每种诠释在现代实验背景下的新含义和潜在的实验可证伪性。这种探索性的姿态，对于任何希望超越基础认知，真正参与到量子前沿对话中的读者来说，无疑是极具吸引力的。这本书，从物理上和视觉上，都散发出一种权威而又充满活力的学术气息。

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