Distributed Sensor Networks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Iyengar, S. Sitharama (EDT)/ Brooks, Richard R. (EDT)/ Iyengar, S. S. (EDT)/ Brooks, R. R. (EDT)

出品人:

页数:1123

译者:

出版时间:

价格:149.95

装帧:HRD

isbn号码:9781584883838

丛书系列:

图书标签:

• 传感器网络
• 无线通信
• 分布式系统
• 数据采集
• 物联网
• 无线传感器网络
• 网络协议
• 嵌入式系统
• 信号处理
• 节能设计

好的，这是一份关于一本名为《信息物理融合系统中的安全与隐私》的图书的详细简介，这份简介力求详实、专业，并且完全不涉及《Distributed Sensor Networks》的任何内容。 --- 图书简介：《信息物理融合系统中的安全与隐私》 导言：新范式的挑战与机遇 随着物联网（IoT）、云计算、边缘计算以及高速通信技术的飞速发展，我们正站在一个全新的技术交汇点——信息物理融合系统（Cyber-Physical Systems, CPS）。CPS不再是简单的信息采集与处理，而是将计算、通信与物理过程深度耦合，实现对物理世界的实时感知、决策和控制。从智能电网、自动驾驶汽车到先进制造（工业4.0），CPS已成为现代社会基础设施的核心驱动力。 然而，这种深度融合也带来了前所未有的安全和隐私挑战。一旦系统的计算层受到攻击，物理世界的稳定运行，甚至人类的生命安全都将受到直接威胁。传统的网络安全范式已不足以应对CPS的特殊需求，亟需一套系统性、跨学科的理论框架和实践方法来保障其韧性（Resilience）与可信赖性。 本书《信息物理融合系统中的安全与隐私》正是在这一时代背景下应运而生。它全面、深入地剖析了CPS架构中的安全威胁模型、隐私泄露机制，并系统地提出了从设计、部署到运行维护全生命周期的防御、检测与恢复策略。 第一部分：CPS基础与威胁建模 本部分为读者奠定理解CPS安全问题的理论基础，并构建严谨的威胁分析框架。 第一章：CPS的架构与关键技术 详细阐述了CPS的层次结构，包括感知层（传感器、执行器）、网络层（通信协议，如TSN、5G/6G在CPS中的应用）、计算与控制层（嵌入式系统、实时操作系统RTOS、边缘/雾计算）。重点探讨了CPS与传统信息系统的本质区别，特别是时间敏感性（Time-Criticality）和安全敏感性（Safety-Criticality）对安全设计的影响。 第二章：CPS安全威胁的通用模型 系统梳理了针对CPS的特有攻击向量。这包括对物理过程的直接干扰（如传感器欺骗、执行器饱和）、通信链路的劫持与篡改（如中间人攻击、拒绝服务DDoS/DoS）、以及控制算法的逆向工程与后门植入。我们引入了攻击者能力模型（Attacker Capability Model）和系统脆弱性矩阵（System Vulnerability Matrix），帮助工程师从攻击者的视角审视系统设计。 第三章：物理层与信息层的耦合攻击 深入分析了跨域攻击，例如利用传感器数据的微小异常（如量测偏差或时钟漂移）来诱导控制系统做出灾难性决策的“侧信道攻击”在CPS环境下的变种。详细阐述了数据完整性攻击（Data Integrity Attack）如何转化为物理世界的故障。 第二部分：安全机制与韧性设计 本部分聚焦于如何在CPS的设计阶段内建安全（Security by Design），并探讨提高系统抵抗攻击能力的韧性技术。 第四章：基于形式化方法的CPS安全验证 探讨了如何利用形式化验证（Formal Verification）工具和技术（如模型检测、定理证明）来证明控制算法和通信协议的安全性属性，特别是针对安全关键（Safety-Critical）子系统的验证方法。内容涵盖时序逻辑在CPS安全规范中的应用。 第五章：免疫控制与容错机制 系统介绍了提高系统韧性的核心技术。重点包括免疫控制（Immunization Control）理论，即在系统设计中预置免疫机制，使其能够在检测到攻击时自动切换到安全状态（Fail-Safe State）。深入讨论了冗余设计（硬件与软件层面）和基于区块链的去中心化信任机制在CPS中的应用。 第六章：硬件安全基础与可信执行环境（TEE） 鉴于CPS的物理部署特性，硬件安全至关重要。本章详细分析了针对嵌入式处理器的侧信道攻击（功耗分析、电磁辐射）的防御技术。同时，探讨了如何利用可信执行环境（Trusted Execution Environments, TEE）和物理不可克隆函数（PUF）来保护固件、密钥和控制逻辑的完整性。 第三部分：CPS隐私保护的理论与实践 CPS在运行中会持续采集大量的环境和用户行为数据，如何确保这些数据的隐私性是本领域的另一大核心议题。 第七章：CPS数据流的隐私泄露分析 分析了不同类型CPS（如智能家居、智慧医疗）中数据收集的潜在隐私风险。探讨了去匿名化攻击（De-anonymization Attacks）在智能电网负荷侧数据和自动驾驶轨迹数据上的可行性。重点分析了时间戳、数据模式和设备指纹带来的隐私暴露风险。 第八章：差分隐私在实时数据流中的应用 传统的差分隐私（Differential Privacy, DP）技术往往对数据准确性有较大影响，这在对精度要求极高的CPS中是致命的。本章专注于研究流式差分隐私（Streaming DP）和本地化差分隐私（Local DP）的优化算法，旨在实现在数据发布或模型训练过程中，以可接受的精度损失来满足严格的隐私保护要求。 第九章：联邦学习与隐私保护的协同 在边缘侧进行分布式模型训练是CPS数据隐私保护的前沿方向。本章详细阐述了联邦学习（Federated Learning, FL）框架如何在确保原始数据不出本地的前提下，训练出全局模型。同时，探讨了如何将安全多方计算（SMC）和同态加密（Homomorphic Encryption）技术集成到FL的聚合阶段，以抵抗恶意服务器或参与者的串谋攻击，进一步提升隐私和安全等级。 第四部分：检测、响应与未来趋势 本部分关注系统运行中的异常监测、快速响应机制以及展望CPS安全面临的长期挑战。 第十章：基于机器学习的异常检测 介绍了利用先进的机器学习和深度学习技术来建立CPS的“正常行为基线”（Baseline）。详细讲解了无监督学习方法（如自编码器、隔离森林）在检测传感器欺骗和控制指令异常方面的优势。并针对对抗性样本（Adversarial Examples）攻击对检测模型的影响提出了防御策略。 第十一章：安全编排与自动化响应（SOAR for CPS） 强调了在毫秒级的CPS环境中，人工响应是不可行的。本章探讨了安全编排、自动化与响应（SOAR）的理念如何应用于CPS。设计了事件驱动的响应流程，包括自动隔离受感染节点、动态重配置通信拓扑，以及在检测到攻击时自动注入“安全干扰信号”以保护关键执行器。 第十二章：面向未来量子计算时代的CPS安全 展望了后量子密码学（PQC）在CPS中的部署挑战与机遇。探讨了如何升级嵌入式设备的加密模块以抵御潜在的量子攻击，并分析了物理安全约束（如计算资源有限性）对PQC算法选择的影响。 结语 《信息物理融合系统中的安全与隐私》不仅是一本技术手册，更是一份对未来基础设施韧性的深刻承诺。本书适合于网络空间安全、控制理论、嵌入式系统、以及工业自动化领域的科研人员、高级工程师和政策制定者阅读和参考。通过整合跨越物理、信息、控制三大领域的知识，本书旨在为构建下一代高度可信赖、安全且注重隐私的智能系统提供坚实的理论基石和实用的工程指导。

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