Quantum Private Communication 量子保密通信 Guihua Z pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Guihua Zeng 著

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• 量子通信
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• 密码学
• 量子信息
• 保密通信
• 量子技术
• 物理学
• 计算机科学
• Guihua Z

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040254792

商品编码：29580820569

包装：精装

出版时间：2010-01-01

基本信息

书名：Quantum Private Communication 量子保密通信

定价：59.00元

作者：Guihua Zeng

出版社：高等教育出版社

出版日期：2010-01-01

ISBN：9787040254792

字数：450000

页码：368

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.763kg

编辑推荐

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导语_点评_推荐词

内容提要

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量子保密通信是讨论在通信领域利用量子所具有的叠加性、纠缠性、非局域性等特性，实现保密通信。本书内容涵盖五个方面：量子保密通信基础理论、量子密码基本原理、量子通信模型、量子保密通信实现技术和量子保密通信应用。本书可作为计算机科学、通信工程、电子工程、物理与数学等相关学科的研究人员参考书，也可作为高年级本科生和研究生的教学参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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量子保密通信 引言 在信息安全日益受到重视的今天，传统的加密方法面临着日益严峻的挑战。尤其是随着量子计算技术的飞速发展，基于数学难题的公钥加密体系（如RSA、ECC）的安全性将可能被量子计算机颠覆，这促使我们不得不寻找更具颠覆性的安全解决方案。量子保密通信（Quantum Private Communication，简称QPC）正是应运而生的一种革命性的技术，它基于量子力学的基本原理，为通信的安全性提供了前所未有的保障。 量子保密通信的核心原理 量子保密通信并非一种特定的通信协议或硬件设备，而是一系列利用量子力学现象来实现信息安全传输的理论、方法和技术的总称。其核心在于利用了量子力学中几个至关重要的特性，这些特性与经典物理学有着本质的区别： 1. 量子的不可克隆定理 (No-Cloning Theorem)：这是量子保密通信安全性的基石之一。该定理表明，一个未知的量子态是无法被完美复制的。这意味着，任何试图窃听量子信道中的信息（即复制量子态）的行为，都会不可避免地对量子态产生干扰，从而被通信双方及时发现。 2. 量子测量塌缩 (Quantum Measurement Collapse)：根据量子力学，对一个量子系统进行测量时，会引起其状态发生塌缩，进入一个确定的状态。如果窃听者试图测量量子信道中的信息，其测量行为本身就会改变量子态，破坏了原始信息，从而被通信双方察觉。 3. 叠加态 (Superposition)：量子比特（qubit）可以处于0和1的叠加态，而不仅仅是0或1。这种叠加态的特性使得信息在传输过程中具有更丰富的表示方式，但也意味着任何对其进行的操作都可能导致其状态改变，增加了窃听的难度。 4. 纠缠态 (Entanglement)：两个或多个量子比特可以处于一种特殊的纠缠状态，此时无论它们相距多远，它们的状态都是相互关联的。对其中一个纠缠量子比特的操作会瞬间影响到另一个，这为实现某些特殊的安全通信协议提供了可能。 量子密钥分发（Quantum Key Distribution, QKD） 量子保密通信最核心、也是目前最具实际应用价值的分支便是量子密钥分发（QKD）。QKD并非直接传输加密信息，而是利用量子力学的原理，安全地生成和分发一段只有通信双方知道的密钥。一旦双方拥有了这个密钥，他们就可以使用传统的对称加密算法（如AES）来加密和解密通信内容，从而实现高度安全的通信。 QKD的主要优势在于，其安全性不依赖于任何计算的复杂性，而是基于物理定律。即使拥有强大的量子计算机，也无法破解QKD所产生的密钥。 QKD协议有多种，其中最经典和广泛研究的是： BB84协议：由Charles Bennett和Gilles Brassard在1984年提出，是QKD的鼻祖。该协议利用了单个光子的偏振状态来编码信息。发送方（Alice）随机选择两种正交的基（如直角基和对角基）来制备光子，并随机编码0或1。接收方（Bob）也随机选择基进行测量。在测量后，Alice和Bob公开他们选择的基，并只保留那些基一致的测量结果，这些结果构成了一个初步的密钥。然后，他们会进行错误率检测，如果错误率低于某个阈值，则认为不存在窃听，否则则认为存在窃听，丢弃该密钥并重新进行分发。 E91协议：由Arthur Ekert在1991年提出，它利用了量子纠缠的特性。Alice和Bob分别接收一对纠缠光子，并通过测量这些光子的不同属性来生成共享密钥。E91协议的安全证明更加简洁，它直接利用贝尔不等式的违反来检测窃听。 QKD的实现技术与挑战 实现QKD需要专门的量子光学硬件，主要包括： 单光子源 (Single-Photon Source)：能够产生单个光子脉冲的设备。 单光子探测器 (Single-Photon Detector)：能够高效、低噪声地探测单个光子的设备。 量子信道 (Quantum Channel)：传输量子信号的介质，通常是光纤或自由空间。 尽管QKD在理论上非常强大，但在实际应用中仍面临诸多挑战： 传输距离限制：光子在光纤或自由空间中传输会发生损耗和退相干，这限制了QKD的有效传输距离。通常，通过光纤的QKD距离有限，而自由空间QKD受大气条件影响较大。 密钥生成速率：目前QKD系统的密钥生成速率相对较低，难以满足高带宽通信的需求。 硬件成本与集成度：高质量的单光子源和探测器成本较高，且整体系统的集成度和稳定性仍需提高。 侧信道攻击 (Side-Channel Attacks)：尽管基于物理定律，但QKD系统可能存在由设备不完美性引入的侧信道漏洞，例如探测器的时间散布、探测器效率等。这些漏洞可能被窃听者利用来获取信息。 网络化与标准化：如何将QKD技术集成到现有的通信网络中，以及如何建立统一的QKD协议和标准，是推动其大规模应用的关键。 与传统加密的结合：QKD主要用于密钥分发，实际的信息加密仍需依赖传统的对称加密算法。如何高效地将QKD生成的密钥与现有加密体系无缝结合，是重要的研究方向。 量子保密通信的未来展望 尽管面临挑战，量子保密通信的发展势头依然强劲，并且正在逐步从实验室走向实际应用。未来的发展趋势包括： 更远距离的QKD：通过量子中继器（quantum repeater）技术，有望实现远距离、点对点的量子密钥分发，甚至构建全球性的量子保密通信网络。 更高的密钥生成速率：通过改进单光子源和探测器的性能，以及优化协议设计，可以显著提高QKD的密钥生成速率。 量子网络 (Quantum Network)：构建能够承载多种量子信息的量子网络，将不仅仅局限于密钥分发，还可以实现量子隐形传态（quantum teleportation）等更高级的量子通信功能。 面向特定场景的应用：QKD已经在一些对安全性要求极高的领域得到初步应用，例如金融、军事、政府机构等。未来将有更多面向特定行业和应用场景的QKD解决方案出现。 与现有通信基础设施的融合：研究如何将QKD技术与现有的光纤网络、卫星通信等基础设施进行有效融合，是实现其广泛应用的关键。 安全性的持续研究与提升：随着技术的进步，对QKD系统的安全性进行持续的研究和评估，并不断改进技术以抵御新的攻击手段，将是永恒的课题。 结论 量子保密通信，特别是量子密钥分发，代表了信息安全领域的一次重大飞跃。它通过利用量子力学的基本原理，为通信的安全性提供了前所未有的、基于物理定律的保障，能够抵御未来计算能力的威胁。虽然目前仍面临一些技术和经济上的挑战，但随着研究的深入和技术的成熟，量子保密通信必将成为未来安全通信的重要组成部分，为数字世界的安全奠定坚实的基础。它的发展不仅关乎信息安全，更将推动我们对物理世界的理解走向新的高度。

评分☆☆☆☆☆

书名“Quantum Private Communication”本身就带有一种未来主义的色彩，让我充满想象。在如今这个高度互联的时代，信息安全已经成为一个至关重要的问题，而“量子”这个词汇，更是为“保密通信”注入了一种前所未有的神秘和强大感。我猜想，这本书可能不仅仅是关于如何加密信息，而是关于一种全新的、基于物理学原理的通信范式。它是否会深入探讨量子密钥分发（QKD）的技术细节，以及为什么基于量子的密钥交换能够实现理论上的绝对安全，即使未来出现了强大的量子计算机，也无法破解？我期待它能为我们打开一扇窗，去理解量子比特（qubit）如何能够存储和传输信息，以及量子纠缠如何在信息传递过程中扮演不可或缺的角色。更重要的是，我希望这本书能够清晰地阐述，量子通信在实际部署中可能遇到的挑战，例如距离限制、传输速率以及成本问题，并可能提出一些前瞻性的解决方案。这本书，就像是通往一个更加安全、更加可信的数字未来的一张路线图。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，"Quantum Private Communication"，光是听着就让人联想到科幻小说中的场景，但又带着科学的严谨。我个人对科技发展一直保持着高度关注，尤其是在信息安全这个日新月异的领域。传统的信息加密技术虽然已经非常成熟，但随着计算能力的飞速发展，一些曾经看似牢不可破的加密方式也面临着被破解的风险。而量子通信，似乎提供了一条全新的、可能更加坚不可摧的路径。我脑海中浮现出的是，那些在量子层面进行的信息传输，其安全性是否真的可以达到我们无法想象的高度？这本书是否会深入探讨量子通信在理论上的可行性，以及它在现实世界中可能面临的工程难题和技术瓶颈？我希望它能够以一种引人入胜的方式，揭示量子通信如何从一个抽象的科学概念，逐渐演变成能够切实保障我们数字生活安全的强大技术。同时，我也对书中可能提及的，关于量子通信伦理和社会影响的讨论感到好奇，毕竟，任何颠覆性的技术都可能带来意想不到的变革。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅这本书，一股严谨而又充满活力的学术气息扑面而来。书名“Quantum Private Communication”精准地概括了其核心议题，其背后蕴含的科学探索精神和技术创新潜力，足以让任何对尖端科技感兴趣的读者为之侧目。我猜想，这本书并非仅仅是理论的堆砌，更可能是一次关于量子世界在通信领域应用的深刻洞察。或许它会从基础的量子力学原理出发，层层递进，解释量子叠加、量子纠缠等概念如何在通信安全方面发挥关键作用。更令人兴奋的是，它或许还能带领我们窥探到那些尚未公开的、正在突破性的研究进展，例如量子密钥分发（QKD）的具体实现方案，以及面对现实世界中各种干扰和限制，如何构建出真正可靠的量子通信网络。我期待这本书能够提供清晰的逻辑框架，让读者能够循序渐进地理解量子通信的独特优势，并认识到它在应对当前及未来网络安全挑战时的巨大价值。它就像一扇窗，让我们能够眺望那个由量子赋能的、更加安全的通信未来。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书的瞬间，就被它所传达的“量子保密通信”这个概念深深吸引。这不仅仅是一个技术术语，更像是一个关于未来数字世界终极安全的承诺。我对信息安全一直怀有浓厚的兴趣，尤其是在这个数据泄露和网络攻击日益猖獗的时代，找到一种真正能够抵御一切威胁的通信方式，是无数人梦寐以求的。我猜测，这本书可能会从量子力学的基本原理出发，解释为什么量子通信能够提供前所未有的安全性。它是否会像一位经验丰富的向导，带领我们穿越量子世界的奇妙领域，揭示量子叠加、量子纠缠等现象如何被巧妙地运用于通信加密，从而实现“一次一密”的完美安全？我更期待的是，这本书能够超越纯粹的理论探讨，去描绘量子通信在现实世界中的应用前景，比如在金融、军事、甚至个人隐私保护等各个领域，它将如何扮演关键角色。它是否会让我们看到，一个不受窃听困扰的、真正自由的信息交流环境，即将成为现实？

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就透着一股神秘感，深邃的蓝色背景，点缀着闪烁的光点，仿佛宇宙中的量子纠缠。书名“Quantum Private Communication”更是直击主题，激起了我探索未知的好奇心。我对于信息安全一直有着浓厚的兴趣，而量子通信的概念听起来就充满了前沿性和颠覆性，让我对它能够如何改变我们现有的通信方式充满了期待。想象一下，如果信息传输真的能达到绝对的安全，不受任何窃听和破解的干扰，那将是怎样一番景象？这本书的出现，无疑是在这个领域投下了一颗重磅炸弹，让我迫不及待地想知道，它究竟能揭示出哪些令人惊叹的奥秘。我希望这本书能够深入浅出地讲解量子通信的基本原理，让我这个非专业人士也能理解其中的精髓，而不是一味地堆砌晦涩的术语。同时，我也期待它能探讨量子通信在实际应用中的潜力和挑战，以及它将如何重塑未来的数字世界。总而言之，这本书的吸引力在于其前瞻性和实用性，它承诺带我们进入一个全新的通信时代，而我，已经准备好迎接这场思想的盛宴。