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奇妙的量子纠缠
量子力学和相对论是现论物理学的两个根基。众所周知,爱因斯坦是相对论的创始人,但鲜为人知的是,他也是量子力学的先驱。随着量子力学的发展,爱因斯坦发现,在量子世界中,处于纠缠态的两个粒子,无论其相距多远,都存在某种神秘的“心电感应”,一个粒子的状态发生改变之后,另一个粒子的状态瞬间也会发生相应的变化,这就是奇妙的量子纠缠效应。但相对论的相关理论同时也表明,物体运动或是信息传递是无法超越光速的,那么这两个量子又是如何建立通信的呢?
量子纠缠的奇异性不仅在于它超越了空间,同时让人疑惑的还有它的不确定性。这好比两个黑箱中存放着一对既黑又白的“黑白球”,同常见的非黑即白的情况不同,打开黑箱的瞬间会随机出现黑球或白球。这种不确定性加上奇异的超距作用,让爱因斯坦这样的大科学家也开始怀疑起量子力学的科学性。
不过,经过科学家多年的验证,这种幽灵般的纠缠效应确实是存在的。密码学家认为,奇妙的量子纠缠效应能够为通信提供得天独厚的随机密钥,建立起牢不可破的保密通信系统――量子通信。
“墨子号”翱翔天际
墨子最早提出光线沿直线传播,并设计了小孔成像实验,他是我国科学研究的先驱。作为全球首颗量子科学实验卫星,“墨子号”正是由此得名。
量子通信应用了量子纠缠效应,由于纠缠态量子的不确定性,因此将其用于量子通信产生的密钥也是完全随机的,且能保证一次一密。一旦密钥被截获,量子的状态就会发生改变,而接收者则能根据密钥出错的概率察觉到被窃听,这就保证了量子通信加密的信息无法被破译。
尽管量子通信的保密性毋庸置疑,但在地面上,由于量子在地面光纤网络等介质中传输的损耗,有限的传输距离逐渐成为困扰量子通信的拦路虎。通过发射量子科学实验卫星,数十千米的大气层对量子的损耗要比光纤等介质小很多,因此保障了量子纠缠源能在更大范围内实现稳定的远距离量子通信。
量子科学实验卫星“墨子号”高约1.7米,重约640千克,在约500千米高度的近地轨道上运行。它上面搭载了量子纠缠源、量子纠缠发射机、量子密钥通信机和量子实验控制和处理机,整个系统正是通过制备和分发纠缠态的光量子成功实现量子通信。“墨子号”在发射后,还将与建在北京兴隆、新疆南山、青海德令哈、云南丽江的4个量子通信地面站和建在阿里的量子隐形传态实验站进行通信对接,进行一系列的量子科学和通信安全实验。在高速运动的“墨子号”上,它产生的两个纠缠光量子将分别奔向相距上千千米的地面站,这远远超过了“针尖对麦芒”所需的高精度。整个过程必须保证精确的对准,这也在一定程度上反映了“墨子号”在设计上的精细度。
广域量子网络指日可待
关键词:管理信息系统 系统安全 身份验证
中图分类号:TP309 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)01(a)-0000-00
1 前言
系统安全是任何管理信息系统都必须考虑的要求。环境卫生检测管理信息系统承担着疾病预防与控制机构实验室的环境卫生检测业务的流转和管理任务,系统安全问题十分重要[1]。该系统在技术上采用B/S结构,数据需通过公共网络进行传输,服务器安装windows 2003 server操作系统,被攻击的方式较多,因此必须设计多种措施在不同层面保障系统的安全性。
2 技术方案
环境卫生检测管理信息系统采用下面几种方法来保障安全性:
2.1 身份验证
Browse/Server系统根据用户身份来确定不同的权限。必须对用户身份进行确认,否则可能出现假冒或者非法攻击的情况。采用身份验证的方式是保障系统安全的重要方法之一。.NET框架中的配置文件序中主要包括Machine.config、Web.config、Security.config等文件。Machine.config系统文件为Web服务器提供运行配置;web.config为应用程序提供执行环境,实现与数据源的连接;Security.config为应用程序定义代码许可权限。在环境卫生检测管理信息系统中,web.config是主要的配置文件。web.config是一个XML文本文件,该文件将配置设置应用到它所在目录和它下面所有的虚拟子目录。子目录中的设置可随意重写和修改父目录中指定的一些公共属性信息[2]。如此一来无需重新编译即可更新程序的某些属性。当把系统迁移到另一台服务器时,只需修改web.config文件中的配置信息即可。在web.config中配置数据库连接信息,可在程序代码中读取配置信息。当在另一台服务器进行系统部署时,只需要在web.config中修改数据库连接信息。在web.config还记录了身份验证模式、授权用户等各种环境变量。
环境卫生检测管理信息系统中的用户身份验证在web.config文件中进行配置。
2.2 数据安全控制
2.2.1采用数字签名技术
样品检测、报告编制、报告审核人员在每个阶段的文档上进行数字签名,由认证中心对签名进行确认,确认后的文档才予以保存,保障文档数据的安全性[3]。
2.2.2 数据实时备份
对业务数据进行实时在线备份,当系统发生故障数据丢失时,可实现任意时间点的数据恢复到备份服务器上,使检测业务流程继续运转[4]。
2.3 网络安全设置
保障网络安全可以采用多种措施。
2.3.1 配置路由器
在路由器中配置扩展的访问控制列表,当数据包经过路由器的某个端口转发通过时,必须先在访问控制列表中查找,若允许则通过,若不允许,则不能通过。
2.3.2 使用防火墙
安装硬件防火墙,把与环境卫生检测管理信息系统通讯的服务器进行物理隔离,用防火墙对内部的网络进行划分,实现重点网段的隔离,同时根据协议、网络地址过滤数据包。
2.3.3 划分VLAN
采用VLAN技术,在在核心交换机上施行VLAN方案(Virtual Local Area Network 虚拟局域网),将网络划分为多个VLAN,将与环境卫生检测业务相关科室的用户划分为一个VLAN,此方案可增强局域网的安全性,将使用环境卫生管理信息系统的用户组与局域网的其余部分隔离出来,以实现访问控制[5]。
2.3.4 应用杀毒软件
采用先进的网络杀毒软件,对网络实行监测,定期对网络进行病毒查杀,控制用户升级杀毒软件和进行系统漏洞的防护。
2.3.5 网络隔离
对访问外网的计算机与内网进行物理隔离。物理隔离依然能够实现内、外网信息的交互,虽然内、外网的链路层断开,但是可以通过专用物理硬件电路来控制当前系统是连接到内网还是外网,通过内、外网处理单元中的接口单元来完成与内、外网的连接任务,通过内、外网处理单元中的数据缓冲区存放经过安全检测的待交换数据,在隔离与交换控制单元中的控制单元实现内、外网数据缓冲区与交换区之间的通道开闭,在隔离与交换控制单元中的交换区通过安全协议来完成内、外网之间的数据交换[6]。
2.4 服务器与存储安全设置
2.4.1 服务器管理
在服务器端设置用户登录验证。在数据库服务器上采用SQL Server 认证和Windows 2003 Server认证混合模式,指定哪些用户能访问数据库,并规定这些用户能进行哪些类型的操作。
2.4.2 磁盘阵列
把若干磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体,由列阵控制器管理,最终做到读写同步,减少数据错误,增加工作效率。
3 小结
本章介绍了环境卫生检测管理信息系统的安全性设计内容,使用身份验证、数字签名、配置路由器、划分VLAN、网络隔离等一系列方案实现系统在访问控制、数据传输和存储上的安全性。
参考文献
[1] 陈晶,罗俊,庞延辉等.环境卫生检测管理信息系统三层程序架构的设计与实现[J].科技资讯,2012(31):25-26.
[2] 杨光露. 基于Shibboleth的企业信息系统统一身份认证[J].计算机系统应用,2011(11):43-45.
[3] 屈喜龙. 基于数字证书的数字签名系统的设计与实现[J]. 计算机工程与应用,2006(15):193-196.
高一(2)班 蒋 明
惨剧接连不断,不知是无知还是无心,在生离死别面前,那些痛哭流涕,那些撕心裂肺的呼喊不足一提。生命诚可贵,然而并非价最高,出于对时间的紧张,对金钱的膜拜,无数人走上违反交通法规这条路,以致失去生命,家庭破碎。
对于发生交通事故的人,为什么不顾一切后果地违反交通法规呢?我们做一下这样的设想:
每日,都有形形的人穿梭于红绿灯下,各人各有不同的念头,也许她是一位母亲,下一秒她的儿子即将放学,宁可闯一闯,也不能让孩子在校门口等,于是慌慌张张地骑车过了马路;也许他是一位职工,还有五分钟就要上班迟到了,算了,挣钱不容易,冲一冲吧,于是他急急忙忙发动了车;也许她白发苍苍,耳聋眼花;也许他身背书包,东张西望,左盼右顾。这些生活中随处可见的场景虽小却多,被放大后可令人震撼。
从理论上分析来看,违反交通法规的心理可归结为以下几点:
一是侥幸的心理。这是对生命不负责任的表现。首先为自己违法找到合适的托辞,然后堂而皇之地依自己所想去做,祸事发生在我头上的机率是多少?千分之一?万分之一?不会如此凑巧吧,闯一下红灯是挺安全的,酒后驾车也不见得撞上人,不如就这样蒙混过去吧!
二是不屑的心理。是对法律的蔑视,对生命的轻视。条例是死的,人是会“变通”的,超速行驶者自觉风驰电掣是一种潇洒,醉酒行车者自信技术的笃定,又何必墨守成规于法律。
三是自以为上的心理。正如上文所讲,为自己找借口,为追金钱,为省时间,自认为是违反交通的最佳理由,以自己的法律作法律,岂不自欺欺人。
走在马路上或开车驰于马路,每人都清楚地知道要遵守交通规则,可往往就有些人爱明知故犯,知法犯法,图一时之便,横穿马路,逆向驶车……一次,二次……甚或百次,他们都可以安全“得逞”,可谁能保证这违法乱纪之事永远都可以逍遥法外呢?若可以,那么这“铁”的规则的存在也变得可有可无,而失去它的本质了罢。
其实种种违纪行为是一个值得我们深思的问题,人们不认为这有多么的重要,这在深层次上反映了一个人内心的一种本质。从这种种行为中,可见人们对于一些规则还缺乏透彻的理解,生命是脆弱的,哪堪如此一击?
此系统由通信卫星、地球站两部分组成。其特点为:①电磁波覆盖区域大,通信距离远,通信成本与通信距离无关;②以广播方式工作,便于实现多址联接,组网方式灵活;③传输频带宽,通信容量较大,能应用的业务种类多。自从1986年7月8日我国国内卫星通信网建成以来,卫星通信成为一种重要的通信手段,改善了我国边远地区邮电通信的落后状况。此后,卫星通信技术不断推陈出新,出现了如VSAT(甚小口径天线地球站)系统、中低轨道的移动卫星通信系统等新技术。但是由于光通信技术的迅猛发展,卫星通信在传输网中的地位受到了挑战,因此卫星通信开始与陆地通信进行融合,发展了包括中、低轨道全球卫星移动通信系统与卫星宽带多媒体通信系统在内的新系统,开辟了新的工作频段,实现了对语音、数字、图像、视频等的综合传输。同时,卫星星体越来越向大容量和多功能发展,卫星通信地球站也日益小型化,卫星通信系统的保密性能和抗毁能力进一步得到了提高。现在,卫星通信成为实现全球无缝通信的重要环节之一。
2光纤通信
光纤通信,就是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。其基本构成要素为光源、光纤、光检测器。特点:①频带宽,通信容量大;②损耗低,中继距离长,抗电磁干扰能力强,传输质量较高;③无传音干扰,保密性好,同时还具有成本低、稳定性好、寿命长等独特优点。光纤通信的发展历史不长,只有短短的一二十年,但是其发展速度非常迅猛,应用范围非常广泛。光纤通信改变了人们固有的通信传输模式,进入了广播通信、军用通信、邮电通信、电力通信等各个有线通信领域,逐步成为了全球通信技术的主流,对我国在世界信息时代不断发展壮大具有非常巨大的作用。目前,光纤通信的主要技术有DWDM(密集波分复用)技术、光纤接入网技术、光器件EDFA(掺铒光纤放大器)技术。未来光纤通信技术的发展点将在全光网络、光弧子通信、超大客量WDM(光波分复用)系统、超高速系统等方面。
3通信技术未来发展的创新点
众所周知,所有的创新都是社会需求与技术可行性二者的结合。技术的发展决定了创新的可能性,但是人类的需求又决定了哪项技术会脱颖而出并对我们生活中的某些方面产生深远影响。曾先后在人类通信史上占有重要的历史地位的莫尔斯电码、电传及WAP等技术,也都不可避免地被更好、更容易使用的新技术所代替。以下介绍了随着时代飞速发展,未来层出不穷的通信创新技术将会有的创新点。
3.1人体通信技术
人体通信,就是把人的身体当作载体,通过人体的微电,利用通信装置进行双向数据通信。2003年,日本NTT(电信电话)公司开发出了一种灵敏度超高的通信装置,首次利用人体作为传导介质进行数据传输实验,并获得了成功,其数据传输速度达到10Mbps/s。此项实验的成功,意味着人类将不仅是信息通信的接受者,同时也可以成为信息数据传输的载体。人体通信技术相对于传统通信技术而言,有着非常大的优势。首先,从信息安全的角度来看,人体通信技术的识别能力更为可靠。由于人与人体内的“生物密码”各不相同,更是难以伪造,从而使人体通信在身份认证层面上的优势得天独厚,因而更可靠、更安全。其次,从信息传输速度来看,在交换数据时人体通信更加便捷。目前常见的通信方式中,USB接口(电脑连接周边设备的重要通道)实际传输速度约为1.5Mbps/s(理论上最大信息传输速度为12Mbps/s);ADSL实际传输速度约为512kbps/s(理论上的信息传输速度为8Mbps/s),高峰使用时段将会更低;3G网络数据实际传输速度为0.144Mbps/s。比较而言,人体通信的传输速度是最快的,同时由于信息是通过人体进行传导,将不会出现其他通信方式存在的串线和盗听、盗打等现象。
未来人体通信技术应用领域将会非常广泛,如个人身份认证安全、人体局域网、智能汽车、军事通信、人体健康护理及家庭保健等,几乎涉及到了人类日常生活的各个方面,其发展空间十分巨大。研发和使用人体通信技术,在推动人类社会未来信息通信高速发展方面,具有重要的积极作用。
3.2量子加密技术
由于信息通信对人类社会的经济、社会、文化等各方面的作用越来越重要,从银行业到政治再到家庭生活都无法离开信息通信,因此未来信息通信的安全是个不容忽视的问题,而理论上不可破解且安全程度极高的量子加密技术将会大行其道。量子加密技术是密码技术和量子力学相结合的产物,与目前常用的加密技术不同,它利用了系统所具有的量子性质(即量子不确定原理、量子不可克隆和不可擦除原理),将量子的状态作为信息加密和解密的密钥。由于量子状态的改变,任何想对其进行密钥破解的人都无法得到有用的信息,因而保证了经过量子加密技术进行加密的信息通信的安全。
量子加密技术在理论上是绝对安全的,但是由于量子加密实用化的最大难点是传输距离的限制,加上量子加密方面涉及到的数学问题极其复杂,目前还没有突破广泛应用的瓶颈。世界各国都在不遗余力地加紧研究这一信息安全技术。由于在信息安全方面具有巨大的优势,量子加密技术将是未来最具发展前途的通信安全技术。
4结束语
[关键词] 通信安全;传输 ;防范措施;重视
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 098
[中图分类号] TN918 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2017)01- 0173- 02
0 引 言
信息是人类文明进步的重要标志。经济社会的发展更是依赖信息技术作为媒介。随着信息技术的迅速发展,经济全球化的趋势迅猛加快,我们已经迈进了信息化时代。尤其是近些年,通信技术产业获得了高速健康的发展,现在通信技术和通信网已经真正的进入了千家万户。由微电子、多媒体等相关技术产业和通信技术产业组成的信息产业,已经作为信息化基础内容在社会结构上占据重要地位。在很多经济社会发达的国家里,信息技术产业都是作为领导产业。
1 通信技术行业安全问题的现状
1.1 无线电领域的通信安全
无线电通信技术的使用已经相当普及,随着使用人数的不断增长,无线电通信安全问题也变得更加复杂。现在,数字化科技已经普遍应用在通信技术中,卫星通信、无线电接入和扩频技术等相关产业快速发展。无线电基站也到达了很多偏远地区,覆盖率已经很高,这就导致以前的卫星轨道和无线电频率资源捉襟见肘,同时电磁环境也受到一定的破坏。与此同时,无线电通信干扰也是通信安全问题的另一个诱因,主要是由于超短波发射机的干扰,这种机器通常是架设在相对较高的区域上,又因为无线电的信号天线安排紧密,无线电的输出功率十分巨大,还有很多设备是不符合国家相关标准或者是设备都超期服役,巨大的工作量会导致设备的性能根本得不到有效的保障,这样会导致的后果是互调干扰、谐波干扰以及散乱发射的情况加重。
1.2 移动通信安全和发展问题
移动通信作为较为先进的通信方式被普遍使用,它在我们的日常生活中越来越重要。当大量使用的移动通信技术为人们的信息交流提供方便的同时,通信信息技术的安全性和网络技术的安全性也变得十分严峻。移动通信作为当代全球普遍使用的信息传递工具,面临着复杂严峻的安全问题。
第一,面临严重的使用安全问题。移动通信行业的使用安全问题主要集中在数量和种类方面,比较常见的问题是,客户个人资料信息外流和大量垃圾短信的侵入等问题,这些安全隐患极大地损害了客户的自身利益并客户带来了重大的经济损失和心理阴影。
第二,系统和网络方面安全问题。移动通信的终端智能化变革十分明显,功能也呈现出多样发展,现在很多的用户终端的病毒、木马病毒、黑客等大量安全问题的显现严重影响了大家的正常生活,破坏了终端的软件系统和相关数据资料,更为严重的是移动通信网络后台服务器的破坏,会给移动通信网络造成整体损坏,更有可能给整体经济发展带来严重的破坏。
1.3 多媒体网络的通信安全问题
新型多媒体网络通信的普遍使用,造成的安全隐患更加频繁,大量的网络通信安全问题给网络正常运行造成严重的威胁。在日常生活中,通常见到的计算机安全问题会对客户造成巨大的经济损,还会对社会的稳定造成一定的影响。这就要求加快改进计算机网络安全隐患工作刻不容缓。计算机安全问题的形成多由很多方面原因造成的,除了上面提到的还有很多人为原因的影响,例如:计算机系统的泄露等原因,这些问题也充分说明计算机网络的安全工作任重道远。
1.4 移动电话中存在的安全问题
曾经有一个机构声称给他提供一个手机号码,他就可以复制一个和机主相同的SIM卡,这样就可以达到监控主人手机信息的目的。可能在实际情况中,单是依靠一个手机号不能完全复制SIM卡,但是复制卡这种情况是完全可能的,这就说明手机是很有可能泄露个人相关信息的。并且去年,某权威机构对手机病毒样本进行了专项检测,发现手机中病毒样本明显增强的趋势没有得到控制,手机通信的安全问题依然十分严峻。
2 加强网络通信安全的办法
第一,全面升级信息系统的安全防范体系。加强所有的信息系统相互之间的配合与预防,成功抵挡黑客病毒的侵入。
第二,认真建立一套改进信息系统的防范机制,即大家通常所理解的防火墙系统和杀毒软件,尤其是要经常性的开展杀毒的更新工作,防范各种新型病毒的入侵。
第三,用户要提高自身的防范能力,在使用自己的信息系统时要兼顾信息的便捷效率也要考虑信息的安全性,把自身的遭遇网络通信病毒的可能性降到最小。