棱镜系统

棱镜系统（通用10篇）

棱镜系统 篇1

0引言

偏振成像测量系统能够感知目标与背景、目标与目标之间由于形状、材料、表面粗糙度和折射率等不同而造成的偏振特性的差异,有效识别出不同的目标,提高了目标探测识别的准确度[1],因此已经被广泛应用于大气气溶胶探测、目标探测与识别、遥感等领域[2,3,4,5]。

现有的偏振成像测量按照同步性与否主要可以分为时序测量和同时测量[6]。时序测量[7,8,9]通过旋转偏振器件的方式依次获得不同偏振方向上的偏振图像,系统结构简单,不需要复杂的配准操作。但是,时序测量方式的时间分辨率低,目标场景或者系统本身微小的移动都会导致偏振测量系统得到虚假的偏振信息, 更适用于静态目标的测量。同时偏振测量是指测量系统通过一次曝光同时获得目标的多幅不同偏振方向上的辐射图像,主要包括独立多光路同时偏振成像[10,11,12]、分振幅[13,14,15]、分孔径[16]、分焦平面[17]等测量方式。 同时偏振测量响应速度快,可用于动态目标的偏振测量,但是也存在因多通道之间机械偏差和光路不一致等因素导致的测量误差。因此,对这类系统的标定提出了更高的要求,需要更高的配准精度。

为了满足对静态/动态目标的同时偏振测量要求,在分析上述偏振成像测量方式优缺点的基础上,合肥工业大学图像信息处理研究室从美国Fluxdata公司定制了一种基于三通棱镜的同时偏振测量系统(简称“三通道偏振测量系统”)。三通道偏振测量系统通过三通棱镜将进入系统的光分成三束,经三块偏振方向不同的偏振片调制后分别在三块CCD上成像。三通棱镜的设计方案,既实现了使用单通道主光路的同时偏振成像,又减小了系统的体积和重量,简化了系统光学设计和配准的复杂度。本文在介绍三通道偏振测量系统结构和测量原理的基础上,分析了测量误差产生的主要原因,针对系统中偏振片偏振方向偏差、灰度响应不一致性以及三CCD图像的像素偏移等问题,分别设计了标定方案,完成了对三通道偏振测量系统的标定。

1三通道偏振测量系统及其测量原理

三通道偏振测量系统主要由光学镜头、三通棱镜分光器、偏振方向不同的偏振片以及成像CCD等构成,其内部光路结构如图1所示。

三通棱镜上覆盖有两级中性的、非偏振的分束器涂层,分束器涂层组合设计使得三路通道获得的光具有相同的光谱分量和空间分量,光通量按照30%、35%和35%的比例进行分配。三束光经偏振方向分别为0°、60°和120°的偏振片调制后分别在对应的CCD上成像。采集程序采用多线程同步控制的方法,保证了三块CCD通过一次曝光同时获得目标的三幅偏振方向不同的图像。三通道偏振测量系统的主要设计参数如表1所示。

目标的偏振信息通常可以用斯托克斯矢量S[I,Q,U,V]进行表示,其四个分量均为光的强度值,对于任意的xoy平面,在与x方向夹角为 的方向上观测一束偏振光,所得到的光强I() 可用式(1)表示。

由式(1)可知,根据三通道偏振测量系统获得的0°、60°以及120°方向上偏振图像,可以解析出目标的偏振信息。由于三路通道获得的光通量比例不同,三块CCD对于同一场景的光强响应也是不一致的,因而必须对三路通道关于同一束完全非偏振光进行灰度一致性校准。以CCD1的灰度值为基准,对CCD2、 CCD3进行完全非偏振光照射下的灰度一致性校正,其校正系数分别为g21、g31,根据设计的光通量分配比例可得g211 、g317/6,因此,三路光强值可由式(2)表示。

通过解析式(2)可以获得目标Stokes中的I、Q、U分量的值,进而由式(3)获得目标的线偏振度LDo LP和偏振角aAo P信息。

2误差分析

通过对三通道偏振测量系统的测量原理进行分析,可知造成系统测量误差的原因主要有三个方面:

1) 偏振成像测量系统中每块偏振片的实际偏振方向1、2、3的值与其设计理论值之间存在偏差。 根据式(2)、式(3)可知,在计算目标的偏振信息时,需要建立偏振片的偏振方向1、2、3值与三通道偏振测量系统获得的图像灰度值的关系式,考虑到在装配过程中偏振片的偏振方向与其设计理论值之间存在偏差,为了获得准确的测量结果,必须对三块偏振片的偏振方向1、2、3值进行准确的标定。

2) 三路通道对于同一束完全非偏振光的灰度响应不一致。这种不一致是由三个因素造成的:1三路通道实际获得的光通量比例与设计理论值之间存在偏差;2三路通道中偏振片的消光比是不一致的;3三路通道中每块CCD对于同一束完全非偏振光的光强响应不同。这三个因素结合起来决定了式(2)中校正系数g21、g31的值。根据先期的实验还发现,不同光圈、不同曝光时间下的校正系数g21、g31也存在差异。

3) 在对同一目标成像时,三路通道获得的偏振图像之间存在像素的偏移,这种偏移主要是由每路通道中CCD成像面与分光棱镜相对位置的差异造成的,且主要是水平和竖直方向上像素的平移。由于三通道偏振测量系统中各个光学元件的相对位置是固定的,导致三路通道图像之间的像素偏移也是固定的,不会随着目标与系统之间距离的变化而改变,因此只需对系统进行任一光学参数下的像素偏移的标定。

3标定方案设计及结果分析

为了获得精确的目标偏振度、偏振角等信息,针对上述误差源,本文从偏振片的偏振方向1、2、3, 灰度响应的校正系数g21、g31以及三路通道图像的像素偏移等三个方面,对三通道偏振测量系统进行标定。

3.1偏振片偏振方向的标定

强度为I0的偏振光经过检偏器后,其光强I满足马吕斯定律,如式(4)所示:

其中:θ 表示入射偏振光的光矢量振动方向与检偏器偏振方向之间的夹角。由式(4)可知:当I与I0的值大小相等时,θ值为0,即入射偏振光的光矢量振动方向与检偏器的偏振方向一致;当光强I为0时,可知入射偏振光的光矢量振动方向与检偏器的偏振方向之间的夹角为90°。

根据上述原理,设计了标定系统,如图2所示。选择积分球作为标定光源,在三通道偏振测量系统前放置一块偏振方向已知的偏振片作为起偏器,系统中的偏振片作为检偏器,其中作为起偏器的偏振片的消光比在可见光波段范围内大于10 000:1。在0~360°范围内,以5°为一个间隔旋转起偏器,获得不同角度的偏振图像。选取每幅图像中心50 pixels×50 pixels点计算其灰度均值,对三路通道分别运用最小二乘法拟合出一条图像灰度值随起偏器偏振方向不断变化的曲线。获得曲线的最大值点及其对应的横坐标的角度值, 由此确定每块偏振片偏振方向i的值。按照此方法进行了10次独立重复实验,其中一组实验结果如图3所示。

根据10次实验的结果得到了三块偏振片的偏振方向1、2、3的均值以及标准差,如表2所示。根据表2中数据可知,偏振片偏振方向的标定误差小于0.5°。

3.2灰度响应不一致的标定

由第2节的误差分析可知,在多种因素的综合作用下三路通道对于同一束完全非偏振光的光强响应不同,而且在不同光圈、不同曝光时间下,光强响应的差异也不同。因此,必须对不同光圈、不同曝光时间下的各路通道进行灰度校正,建立灰度响应校正系数索引表,在计算目标的偏振信息时,先根据实验时的系统参数,查询索引表,对三路通道图像进行灰度校正。

搭建了如图4所示的标定装置,选定积分球作为标定光源,由于其内壁上涂有白色的漫反射材料,光线经过多次漫反射之后,其出射光为完全非偏振光,可以作为标定的光源。

选定外场实验中常用的几组光圈、曝光时间参数值采集图像,选取每幅图像中心50 pixels×50 pixels点计算灰度均值,以CCD1获得的图像灰度值I1为基准,根据式(5)分别计算出CCD2和CCD3相对于CCD1的灰度响应校正系数g21、g31。

通过大量的反复标定实验,得到的灰度响应校正系数g21、g31,并建立不同光圈、不同曝光时间下的校正系数索引表,索引表的部分内容如表3所示。

3.3三通道图像的配准

由误差分析可知,三路通道所获得的图像的像素偏移是固定的,且主要是水平和竖直方向上像素的平移。因此,像素偏移模型可以表示为

式中:(xi,yi)表示CCDi图像的像素点坐标,i取值2或3;(x1,y1)表示CCD1图像的像素点坐标;xi1、 yi1分别表示第i路通道相对于CCD1在水平方向、竖直方向上的像素偏移。

为了确定三路通道图像的像素偏移,使用标准的棋盘格标定板作为靶标,参照Harris角点检测算法[18], 分别提取同一次曝光所获得的三路通道图像的角点坐标。以CCD1图像的角点坐标为基准,分别计算出CCD2、CCD3相对于CCD1的像素偏移 x 、y ,如表4所示;以获得的像素偏移为基准,对CCD2、CCD3获得的图像分别与CCD1获得的图像进行配准。

经过平移配准之后,三路通道图像的像素有效区域较配准前有所减少,由于偏振信息的计算必须在有效像素范围内进行,因此必须确定配准后三路通道图像的有效像素范围。结合表4中得到的像素偏移值 x 、 y ,可以得出配准后三路通道图像的有效像素范围,如表5所示。

4标定后系统精度分析

为了确定标定完成后三通道偏振测量系统的测量精度,设计了如图5所示的校验系统。校验系统主要由积分球、偏振片、偏振态测量仪等组成。其中,积分球和偏振片用于产生不同偏振态的偏振光,偏振片的消光比在可见光波段范围内大于10 000:1;偏振态测量仪用于记录输入线偏振光的偏振态。

进行精度校验时,在-75°到90°范围内,每隔15°旋转一次偏振片,运用偏振态测量仪记录入射光的偏振态,同时用三通道偏振测量系统采集、保存三路通道的图像,分别得到12组数据。根据式(2)、式(3), 结合标定配准的结果,利用获得的三路通道的图像计算出入射线偏振光的Stokes矢量各分量值以及偏振度、 偏振角等信息,将这些值与偏振态测量仪测量得到的结果进行对比,得到系统的测量误差,如图6所示。

通过分析图6中的数据可知,标定后三通道偏振测量系统的偏振度测量误差小于5%,偏振角的测量误差小于3%。

5结论

针对系统中偏振片偏振方向偏差、灰度响应不一致性以及三通道图像的像素偏移等问题,分别开展了标定实验。最终,得到了三路通道中偏振片的实际偏振方向分别为4.2°、69.8°以及130.8°,标定误差小于0.5°;建立了不同曝光时间、不同光圈下三路通道图像灰度响应一致性校正系数索引表,在进行偏振信息计算时,通过查询该表中的数据,完成对三路通道灰度响应一致性进行校正;获得了三路通道图像的像素偏移大小,确定了图像的有效像素范围。校验结果表明,标定后的偏振度测量误差小于5%,偏振角的测量误差小于3%。

摘要：在对三通棱镜同时偏振测量系统进行详细误差分析的基础上,针对主要误差源,提出了相应的标定方法。采用曲线拟合的方法确定了三路通道中偏振片的实际偏振方向,角度标定误差小于0.5°;通过建立不同曝光时间和光圈下的灰度响应校正系数索引表,解决了三路通道灰度响应不一致性问题;运用Harris角点提取算法,确定了三路通道中偏振图像的像素偏移量及其有效像素范围。标定实验结果表明,系统偏振度测量误差小于5%,偏振角测量误差小于3%。

关键词：同时偏振测量,标定,偏振方向,图像配准

医学多棱镜 篇2

不久前国内首次进行的大样本流行病学调查显示，我国老年痴呆患病率在65岁以上人群中平均为6．6％，而且随着年龄增长而上升。专家估计，每3个85岁以上的老人中，就有一个是老年性痴呆。南京东南大学中大医院神经内科教授阎福岭博士说：老年性痴呆像一种“流行病”一样，在老年人中发病率上升较快。更令人担忧的是，绝大部分患者就诊不及时或根本不到医院诊治，生活质量低下，应引起社会、家庭的关注。

调查显示，老年痴呆患者的家属中，只有47％的人知道病人患的是老年痴呆症；家属中有意识带病人去医院就诊的只有13．3％；患者中因感到自己“糊涂”而去医院就诊的仅占15％。专家提醒说：早期发现，早期就诊，早期治疗是改善老年痴呆症状，提高生活质量的关键。社会各界应关心老年人的晚年生活，让老年人老有所为，老有所乐，延缓老年痴呆的发生。

医生“不专业”影响肝炎治疗

由中国肝炎基金会组织实施均一项调查显示，医生不能正确认识乙肝及其相关疾病的防治知识，严重影响了肝炎病人的正确治疗。

调查显示，专科医生对乙肝抗病毒治疗有正确理解的占77．2％，有22．8％的专科医生不能正确理解抗病毒治疗。非专科医生中有53．5％不能完全正确回答乙肝的传播途径；有80．8％认为乙肝是遗传病，母亲患乙肝不能通过有效措施防止传染给孩子；全部答对乙肝相关知识的非专科医生只有34％，另有11．6％的非专科医生不愿为肝炎患者诊病。

医生的“不专业”导致患者对乙肝的模糊认识和昂贵的医疗费用。调查显示，40％以上的患者将乙肝想得很可怕；24％的患者住院治疗费用来源于借款。住院肝炎患者的年平均医疗费用为12 310元，全国如果按2000万人计算，每年造成的直接经济损失约3 600亿元。

慢性病成为国人主要死因

由中国医学科学院阜外心血管病医院、卫生部心血管病防治研究中心顾东风教授与美国JianHe 博士共同牵头，国内多家大医院协作完成的长期前瞻性大样本队列研究，对中国成人死亡原因给出了明确的科学答案——心脑血管病和癌症已成为国人主要死亡原因。

本研究覆盖全国17个省、市的40岁以上成年人169 871人，研究从1991～2000年历时10年，随访率达94．3％。结果表明，男性前五位死因分别是恶性肿瘤、心脏病、脑血管病、意外事故和传染病；女性前五位死因分别为心脏病、脑血管病、恶性肿瘤、肺炎和流感以及传染性疾病。研究人员把死亡的11．7％归因于高血压，7．9％归因于吸烟，6．8％归因于缺乏体力活动，5．2％归因于体重过低。

顾东风教授说，慢性病一直是发达国家和老年人群的公共卫生问题。然而本研究显示，我国处于职业巅峰(40-64岁)人群受心脑血管病和肿瘤等慢性病影响的比例大于发达国家，其中农村居民死于慢性疾病的人数高于城市居民，应引起关注和重视。

(以上卫文供稿)

半数乳腺肿瘤患者曾使用丰乳产品

中华医学会肿瘤学分会抽样调查显示，1500名45岁以下的乳腺肿瘤患者中，52％使用过各种丰乳产品。

大多数丰乳产品中或多或少都含有雌激素，如乙烯雌酚等。其实这是人工合成的雌激素，如果长期或过量使用，可使乳腺导管上皮细胞过度增生而发生癌变，也会损害肝脏和肾脏，同时还可引起哮喘急性发作以及诱发胰腺炎等。

许多白领女性由于工作性质的关系，长期处于紧张和焦虑的状态之中，容易导致内分泌紊乱；再加上在社交应酬中经常饮酒，摄入过多的动物性脂肪和热量，如果运动没有相应跟上的话，她们患乳腺肿瘤的几率、乳腺癌复发及转移的几率会比正常人高出好几倍。如果再加上使用各种含有雌激素成分的丰乳产品，乳腺肿瘤的发生率无疑会更高。

骨质密度较低失易患阿尔茨海默氏症

一次新的研究发现，骨质密度较低的人患阿尔茨海默氏症的危险较大，骨质密度较低还会引发妇女患痴呆症。

研究人员对近1000名骨质密度较低、精神正常的老年病人，就骨质密度较低是否会增加患阿尔茨海默氏症的危险进行了研究。在随后的8年时间里，有95人发展成痴呆症，其中75人患阿尔茨海默氏症。总体来说，臀部骨质密度最低的243名病人中有35人发展成为痴呆症，其中27人患阿尔茨海默氏症。

研究人员发现，在调整了年龄、吸烟、激素的使用、性生活、教育和其他因素后，骨质密度最低的妇女发展成阿尔茨海默氏症和痴呆症的危险会增加一倍。研究人员认为，尽管人们都知道激素替代疗法会增加其他并发症的危险，但对于低骨质密度的妇女来说，可能会从激素替代疗法中受益。

据江苏省中医医院眼科主任王育良教授介绍，近年来，我国干眼症的发病率不断升高，目前“缺泪性干眼症”的发病人数约3000多万人。以不正确的姿势长时间使用电脑，是我国干眼症增加的主要原因之一。

王育良教授说，电脑对眼睛的不良影响很多，如在用电脑时眨眼次数减少，从而减少了泪液的分泌。长期如此，不僅会造成干眼症，严重时还会损伤角膜。另外，电脑荧光屏是由小荧光点组成的，眼睛必须不断地调整焦距，以保证视物清晰，时间过长，眼肌会过于疲劳。所以，每天用电脑工作时间最好不要超过4小时。每工作1小时，应休息10-15分钟，一周内工作时间不要超过20小时。若有近视、远视或散光等，看电脑时应戴眼镜。另外，看电脑时要多眨眼睛，或点人工泪液、维生素B₁₂眼液等。调整荧光屏距离位置，建议距离为50～70厘米，而荧光屏应略低于眼水平位置10～20厘米，呈15度至20度以下视角，但如果用电脑后眼睛难受，应及早诊治。

(以上李福章 供稿)

老年糖尿病患者易发生骨折

美国匹兹堡州立大学的科研人员称，年龄超过70岁且患有2型糖尿病的人，其发生骨折的几率比正常人高60％以上。

研究结果表明，骨折同样是糖尿病并发症之一。研究人员对2979名70～79岁的自愿者进行了为期4年半的跟踪调查。实验开始时，所有受试者都能行走1／4英里，并坚持日常的运动。受试者中有19％是糖尿病患者。研究发现，糖尿病患者的体重明显偏高，其发生骨折的危险比其他人高出64％。在糖尿病患者中，由于更容易发生跌倒和中风，故其发生骨折的几率也明显较高。研究人员建议，对于高龄糖尿病患者，在日常生活中一定要注意防滑。

近年来，因接触宠物而传播的疾病在增多。猫抓病就是其中一种。

猫抓病是感染一种称为亨氏巴尔通氏体菌的细菌，秋、冬季更易传播。美国每年大约有22000人被诊断为猫抓病，其中绝大多数为21岁以下的青少年。寄生在猫身上的跳蚤也是传染疾病的载体。猫被这种细菌感染后，它的唾液里也带有细菌。由于这种细菌并不会使猫患病，所以细菌可在猫体内生存数月之久。专家相信，半数以上的家猫都携带有这种细菌，尤其是一岁以下的小猫。

猫抓病症状常表现为水疱和小肿块。常误认为是被昆虫咬伤。细菌会导致患者腋下和颈部的淋巴结肿大，个别还会形成脓肿。大约有1／3的猫抓病患者症状较为严重，如发烧(常达38．3℃)、嗜睡、厌食、头痛、皮疹、咽喉肿痛、肌肉疼痛、全身不适等。人感染细菌后，细菌会侵袭人体的肝、脾、骨和肺，可导致无其他症状的持续性高热，但数天后就会自行消退。

预防猫抓病，首先要教育小孩不要过分与猫、狗等宠物接触，特别是不要与不熟悉的流浪猫玩耍。另外，与宠物接触后，一定要用肥皂洗手。如果被猫抓伤后，用肥皂水彻底清洗伤口。消灭跳蚤，断绝猫传染细菌的途径。一旦怀疑家人患猫抓病时，应立即与医生联系。

棱镜系统 篇3

2013年6月爆发的“棱镜门”在美国国内和国际社会引发轩然大波,直到今天事件依然在持续发酵。“棱镜”项目是由美国国家安全局自2007年起开始实施的代号为“US- 984XN”的绝密电子监控项目。该项目的关键信息被美国前情报机构技术人员爱德华·斯诺登披露而公之于众。美国《华盛顿邮报》报 道,美国政府通过直接接入微软、谷歌、雅虎、Facebook、PalTalk、YouTube、Skype、AOL、苹果九大互联网公司的中心服务器来挖掘数据,收集情报。“棱镜”项目主要监控电子邮件、即时消息、视频、照片、存储数据、语音聊天、文件传输、视频会议、登录时间和社交网络 资料等十类信息。“棱镜门”风波, 让人们意识到隐私和重要数据随时都会暴露在危险的网络世界中,网络安全隐忧不容忽视。

随着电子邮件逐渐成为人们日常工作与生活不可或缺的沟通工具,其安全问题也日益凸显出来。如何将平台安全、网络安全、系统安全、邮件安全、管理安全有机结合,构建安全邮件系统,全方位立体化保障邮件系统安全,显得至关重要。如图1所示。

二、软硬件平台安全

“棱镜”项目所涉及的九大互联网公司的服务范围覆盖世界每一个角落,相当于全球绝大多数网民都在美国政府的监视之下。“棱镜门”事件充分暴露了中国网络安全的 软肋:我们所使用的信息技术、设备、系统和服务大多是由上述参与“棱镜”项目的公司所提供。 外国的信息服务提供商通过向中国市场提供服务, 从中获得大量信息,虽不必然带来损害,但是存在风险。为了消除这个软肋,从根本上提升网络的安全防护能力,应采用自主研发、安全可控的国产软硬件来替代进口产品。只有采用国产化的软硬件,才能打好构建邮件系统安全体系的基础,才能真正保护邮件系统用户的信息不被“棱镜”这类项目所监控和利用,防止邮件窃密。

三、网络安全

1.防火墙的部署

防火墙是实现网络安全的一种基本的安全设施,通过防火墙可以在网络边界或者网络安全域边界上建立封锁过滤机制,对网络上不同区域进行隔离,对区域间的通信进行检查。为了确保邮件系统的网络安全,需要在互联网出口、系统内部分别部署多功能防火墙设备,进行访问控制和边界隔离。根据安全要求,在防火墙上设置安全策略,可以对网络中的数据进行过滤,只允许符合安全策略的数据通过,极大地提高了网络的安全性。

2.入侵检测、入侵防御系统的部署

入侵检测系统(IDS)是用于检测任何损害或者企图损害系统的机密性、完整性或可用性行为的一种网络安全技术。它通过监控受保护系 统的活动状态和活动,采用异常检测或者误用检测方式,发现非授权的或恶意的系统及网络行为,为防范入侵行为提供有效的手段。入侵防御系统 (IPS)是在检测出入侵行为后能对其进行阻断、隔离、调整的安全技术。IDS在网络中应采用旁路部署, 部署在核心交换机上,同时需要把连接邮件服务器的交换机端口镜像到连接IDS的端口上,根据策略对主体行为进行检测并发出警告;IPS应采用串联部署,部署在网络入口处,根据策略对主体行为进行检测并采取相应的阻断、隔离等措施。通过这样的部署,可以很好地拦截各种攻击和试探。

3.WEB应用防火墙的部署

邮件系统的WEB MAIL可能存在有安全漏洞的WEB应用,因此需要部署专业的WEB应用防火墙。WEB应用防火墙应透明部署在防火墙和邮件服务器之间,对邮件服务器的出入流量进行有效监控,从而确保WEB应用的安全。WEB应用防火墙结合了静态规则与基于用户行为识别的动态防御机制,对恶意应用流量进行双向清洗,可以有效应对HTTP及HTTPS应用下各类安全威胁,如SQL注入、跨站脚本攻击以及应用层DDoS等,从而避免网页篡改、网页挂马、网络钓鱼、隐私侵犯、身份窃取、敏感信息泄露等安全问题。

四、系统安全

邮件系统应选择稳定性高的Linux操作系统作为系统平台,同时通过使用SELinux安全增强措施来提高操作系统的安全性。SELinux使用强制访问控制安全策略,任何主体对客体的操作都需经过安全策略模块的决策通过后才能执行,进程能够执行的操作由存取向量在策略中预先设置,系统对进程只赋予了最小运行权限,程序只能执行完成任务所需的操作。这样即使攻击者通过缓冲区溢出提升自身权限,仍将受系统安全策略的限制,无法访问服务器系统的资源。邮件程序应以最低权限运行于安全操作系统之上,每个功能模块应具备独立的身份和访问权限,同时相关应用和服务只能够访问它自身必须的文件和资源,从而在体系上保证对服务器本身攻击的全面防护。安全操作系统作为基础平台,提供三权分立机制(限制root权限)、双因子认证体系、强制访问控制、系统漏洞与各种攻击方法免疫等安全功能,保障操作系统底层对外提供安全信息服务。

五、邮件安全

电子邮件作为信息的载体,承载着许多有价值的数据,应围绕整个邮件生命周期来确保邮件安全。基于邮件生命周期的安全防护体系,是对用户登录、邮件数据传输通道、邮件数据存储等进行层层防护,最大程度地避免网络病毒、黑客入侵等行为导致的邮件信息安全问题。

1.防病毒反垃圾邮件防护

病毒邮件、垃圾邮件是黑客惯用的邮箱攻击手段之一,应部署防病毒反垃圾邮件网关来为用户提供全面、智能的邮件安全防护。防病毒引擎应结合空中抓毒、智能型 扫描陷阱病毒检测等多种技术,实时监控、查杀邮件病毒。针对新型邮件病毒层出不穷以及病毒特征多变的情况,应通过在线病毒库更新和升级来快速扫描并查杀各类病毒,抵御日益猖獗的病毒邮件。反垃圾邮件网关应综合应用实时黑名单、IP控制列表、DNS反向查询、SMTP连接数/连接速率控制、贝叶斯算法、内容过滤、虚假路由分析等各种传统反垃圾邮件技术和云安全、基于信誉的等级评分技术、 优化的RBL+检测技术、自定义IPProfiler技术、优化的贝叶斯过滤器技术、Adversarial OCR技术、基于规则的等级评分技术等反垃圾邮件新技术,构建全方位、多层次的垃圾邮件防御体系,来防范日益泛滥的垃圾邮件,有效阻止各种通过邮件而传送的病毒、垃圾邮件、木马邮件、间谍软件、钓鱼程序等复杂的混合式恶意攻击,防范病毒和垃圾邮件的侵扰。

2.邮件系统登录安全

1)数字证书安全登录

P K I ( Public Key Infrastructure公钥基础设施)是一个用非对称密码算法原理和技术实现并提供安全服务的具有通用性的安全基础设施。PKI利用公钥加密技术为邮件系统提供一整套的安全服务,是一个遵循标准的密钥管理平台,能够为所有网络应用透明的提供采用加密和数字签名等密码服务所需要的密码和证书管理。PKI由CA(CertificateAuthority证书认证中心)、证书库、密钥备份及恢复系统、证书作废处理系统及客户端证书处理系统组成。PKI主要应用在身份认证、访问控制、信息的机密性、信息的完整性和信息的抗抵赖性等方面。采用基于标准PKI体系的CA数字证书安全登录,可以加强邮件系统的用户身份认证机制,降低黑客仿冒合法用户访问邮件系统的安全风险。

2)USB KEY安全登录

USB KEY是基于公钥体系 (PKI)的数字证书的安全载体。RSA密钥对在USB KEY内生成, 个人私钥以密文的形式存放在里面, 永远不能以明文的形式导出,从而确保证书持有人的信息安全。采用“KEY+ PIN码”的双因子认证,可以保证数字证书的合法使用。用户以USB KEY方式登录邮件系统时,系统会验证数字证书的有效性,验证无误后才可以成功登录,很好地解决了身份认证的安全可靠问题。

3.邮件数据传输安全

基于SSL/TLS端到端的安全数据传输,可以保障邮件数据的传输安全。SSL(Secure Socket Layer安全套接层)协议是在Internet上提供的一种保证机密性的安全协议。它能使用户、服务器应用之间的通信不被攻击者窃听,并且始终对服务器进行认证。TLS(Transport Layer Security传输层安全)协议可以在Internet上提供保密通道以防止窃听、假冒和信息伪造的威胁。使用SSL/TLS数据加密协议,用户提交的所有数据都会加密和重新编码,可以实现登录乃至整个邮件会话的安全加密,彻底保证用户的操作安全和邮件安全,避免敏感信息泄露。

4.邮件数据存储安全

1)邮件密码安全

为了保证邮件密码的安全,应采用RSA加密算法,来提高密码的安全强度。邮件系统可以使用硬件加密卡中的RSA私钥加密用户的密码,并将密文存储在用户数据库中,当用户登录认证时,同样使用硬件加密卡中的RSA私钥加密用户输入的密码,然后将密文与数据库中的密文进行比对, 如果相同则认证成功。由于RSA加密算法是非对称加密,没有RSA密钥, 就无法破解用户密码,可以最大限度地避免密码被盗用。

2)邮件数据安全

普通邮件系统用户邮箱的数据 (邮件正文和附件等邮件体)都是以明文形式存放在服务器上,一旦服务器被入侵,将会造成信息泄露,因此需要采用加密技术来保障邮件数据安全。邮件系统可以使用密码卡为每个用户生成一个随机的会话密钥,并使用密码卡内部的RSA公钥对生成的随机会话密钥进行加密后存入数据库。当需要对邮件体进行硬加密或解密时,先根据用户名从数据库中获取经过RSA公钥加密后的会话密钥,并使用密码卡内部的RSA私钥解密后得到会话密钥,用该会话密钥作为邮件体的加密或解密密钥,并使用密码卡的对称加密算法DES对邮件体进行对称加密或解密。这样即使攻击者获取了邮件文件,在不知道加密算法和密钥的情况下,也无法得知邮件具体内容,从而避免信息泄露。

5.增强的邮件安全功能

1)邮件异常提醒

用户可以实时查询近期的登录记录,如登录IP、时间、登录方式以及是否登录成功等信息。一旦用户的邮箱在非法IP地址登录过或邮箱被设置了自动转发,系统会自动发出提醒和安全警告,提示邮箱可能有潜在的危险,让用户确认邮箱是否安全。

2)多层次密码保护

应采用弱密码策略、密码有效期、防猜密码、动态密保、文件夹密码等多层次密码保护功能,从不同强度、不同方式保护邮箱安全。一旦用户发现任何异常,可以及时更改邮箱密码,消除安全隐患。

3)BYOD安全

随着平板电脑、智能手机等移动终端设备的普及,BYOD(Bring Your Own Device自带设备)已经成为一种新型办公模式。为了保证移动设备访问邮件系统的安全,需要增强身份认证,只有身份认证与通道加密相匹配的移动终端才能获得访问资格。可以采用SSL协议对邮件内容进行加密,实现手机应用和邮件应用之间的信息安全,防止邮件传输过程中被窃听、被拦截,全程保障邮件通讯安全。智能手机、平板电脑等移动智能设备比传统办公设备丢失的风险更大,为防止手机上各种重要邮件信息泄漏,可以采用数据远程删除功能, 帮助用户远程初始化手机设备,删除手机设备上邮件等数据,保障信息安全。

六、管理安全

1.登录安全

采用基于USB KEY和SSL协议的安全认证和信息传输模式,可以保证信息源和信息传输渠道的安全通畅。为了保证管理员登录安全,可以设置安全访问控制,限制管理员登录Web管理界面时,必须从许可IP列表对应的客户端进行访问。

2.邮件归档

邮件归档可以实现邮件数据在线归档、分类管理、恢复、实时检索等功能。进入邮件归档系统的邮件和附件等数据可以长期安全的存储,并且所有邮件数据都遵循完整性、安全性、不可篡改性规则。通过邮件全文、主题以及附件内容进行多组合检 索,可以快速定位邮件。定位到邮件后,可采用下载、转发和数据恢复等多种方式还原归档邮件。使用邮件归档便于信息流的整合与统一管理,也便于在发生数据意外丢失时快速恢复, 同时满足法律取证、业务审计等多种需求。

3.邮件监控与审核

邮件监控与审核功能,通过监控用户进出的邮件,能够有针对性地加强邮件收发控制管理。可以设置关键词,一旦发现重要信息存在外泄可能,邮件系统就会对该邮件进行预警,并通知相关管理人员,及时制定应对策略,更好地对信息泄漏事件进行追踪与管控。

4.三权分立管理

邮件系统应采用三权分立的管理方式,就是系统管理员、安全管理员、审计管理员三权分立,各自拥有不同的管理权限,各司其职,三个角色互相制衡的管理模式。通过一套安全可控的流程,可以完成授权、日常管理和维护、安全设置、审计等操作,从而规范并提升整个邮件系统的安全与管理水平。

5.分级授权管理

采用系统管理员、域管理员、组 /部门管理员和用户的多层次细粒度的分级授权管理体系,实现权限分配收放自如。可以设定不同级别的管理员分别负责本级别范围内用户、邮箱等的管理,同时超级域管理员可以设置多个拥有部分权限的域管理员实现邮件域的分权管理。采用分级授权管理可以让各级管理员承担各自邮件域 风险控制,从而提高整个邮件系统管理安全。

七、结束语

医学多棱镜 篇4

英国剑桥大学的科学家最近提交给美国眼科学会的一项研究说，儿童每周在户外多活动1个小时，可以减少2%患近视的几率。该研究囊括1.04万名儿童，结果显示，和正常视力或远视的儿童相比，近视儿童一周花在户外的时间平均要少3.7个小时。

研究人员认为，近视可能是因为没有足够的紫外线辐射，但也可能是看远处的时间较少或没有足够的体育活动。课题主持者舍温医生表示，呆在户外的好处可能与接触紫外线增加有关。他解释说，一些实验室的研究表明，受紫外线影响的化学物质可以控制眼睛的长度，这意味着缺少阳光可能会导致近视。

流行病学资料显示，有15%~20%的英国人近视，但是在东亚的部分地区问题更严重。生活在澳大利亚的华人，比生活在中国和新加坡的华人的平均视力要好。近视者往往阅读更多，有较高的学术成就。澳大利亚组和其他国家组的人在阅读和取得的学术成就上一样，但是他们花费在户外的时间更多。

近视有家庭遗传，也与许多因素，包括看近处物体、阅读的时间长短、玩计算机游戏及体育活动的多少有关。

（刘晓荻编译）

长期饮咖啡 少患糖尿病

华中科技大学同济医学院黄昆教授带领的科研团队发现，长期每天饮用4杯左右的咖啡，可抑制体内有害的蛋白质变化，使糖尿病的患病几率减少50%。该项研究成果作为美国化学学会“每周精选论文”，登上其官方网站首页，引起国内外学者及国际媒体的关注。

长期以来，已有人通过经验发现，饮用咖啡与糖尿病低发生率之间似乎存在一定联系，但饮用咖啡能够降低糖尿病患病率的机制仍不清楚。黄昆等人的研究发现，咖啡中有两种有效活性成分，能够抑制胰脏中一种导致糖尿病的蛋白质的有害变化，多饮用咖啡对糖尿病的治疗和预防都可能有一定作用。其研究还表明，咖啡中含量很高的咖啡因的抗糖尿病活性很低，综合考虑下，多饮用脱咖啡因咖啡效果应该更好。

去年年底，黄昆等在美国化学学会《农业与食品化学》杂志发表论文《咖啡主要成分抑制人胰淀素的有害聚集：咖啡饮用与糖尿病发病率的联系》，正式提出了这一见解。美国合众国际社在报道中称：“该研究结果可能首次解释为什么经常饮用咖啡能够降低糖尿病患病率。”法新社的报道也称：“中国科学家可能发现了咖啡降低糖尿病发生率的真正机理。”

黄昆在接受采访时表示，很多人在饮用咖啡时喜欢加入大量的糖、奶或者咖啡伴侣，而这些对糖尿病都有一定的负效应，因此，建议尽量饮用无糖、无奶、无脂肪的黑咖啡。此外，咖啡中一个抗糖尿病活性非常强的成分在绿茶中的含量也较丰富，常饮用绿茶或许也可以达到抑制糖尿病的效果。

（卫文供稿）

我国老人多数“长寿不健康”

中国老龄科学研究中心张恺悌主任介绍，2010年中国第六次人口普查资料显示，中国大陆60岁以上人口已达1.78亿，说明了我国社会文明程度的提高。但不可忽视的是，我国60岁以上老人的余寿有2/3时间处于“带病生存”状态，“长寿不健康”已成为突出的社会问题。

国际测量老年人生活自理能力的指标，包括吃饭、穿衣、上厕所、上下床、洗澡、室内走动等六项。其中任何一项回答“做不了”，定义为“完全失能”；任何一项都能做，但需要他人帮助，则定义为“部分失能”。调查显示，目前我国大约有3 000多万老年人需要不同形式的长期护理，5%的老人有入住养老机构的愿望。业内专家认为，作为世界上失能老年人口最多的国家，我国面临的失能老人照护服务压力超过世界上任何国家。因此，必须尽早实施健康老龄化战略，并尽快建立老年人长期照护服务体系。

（李福章供稿）

2型糖尿病高密度脂蛋白低易患心脏病

美国科研人员一项最新研究显示，2型糖尿病患者如果增加血液中高密度脂蛋白值，就能明显减少罹患心血管疾病的危险。

研究人员对30 067名2型糖尿病患者进行了为期5年的跟踪研究，定期测量受试者血液中的高密度脂蛋白值。结果发现，受试者高密度脂蛋白每上升5毫克/分升，其罹患心脏病和中风的危险将下降4%；高密度脂蛋白每下降6.5毫克/分升，其罹患心脏病和中风的危险将增加11%。

研究人员同时发现，2型糖尿病患者约半数以上高密度脂蛋白低于正常值，即男性低于50毫克/分升，女性低于40毫克/分升。

研究人员提出，当高密度脂蛋白低于40毫克/分升时，就会增加罹患心脑血管病的几率。因此，人们应当保持健康的生活方式，戒烟、运动、多吃新鲜蔬菜和水果、保持正常体重，以保证高密度脂蛋白处于正常水平，这对2型糖尿病患者尤为重要。

（杨光平编译）

中年血压预测心血管病

美国芝加哥西北大学科研人员发表在《循环》杂志上的一项研究结果表明，测量55岁时的血压，可提前预测今后发生心脑血管病的危险性。研究同时发现，中年时期如果患有高血压，将增加其今后罹患心脑血管病的几率。

研究人员对61 000名男女受试者的血压和以后罹患心脑血管病的情况进行了观察。结果表明，对于55岁的受试者，如果血压正常，今后发生心血管病和中风的危险分别是22%和41%；如果患有高血压（收缩压大于140毫米汞柱，舒张压大于90毫米汞柱），其心血管病和中风的发生率分别为42%和69%。

美国有近7 400万高血压临床患者，这些人都是心脑血管病的高危人群。研究人员认为，早期测量血压对预防心脑血管病有重要意义，建议人们从40岁开始，就应当定期测量血压，及早治疗和控制高血压。

（杨光平编译）

女性血糖高 易患大肠癌

美国艾伯特爱因斯坦医学院研究人员一项新的研究显示，女性更年期之后，如果血糖较高，她们患大肠直肠癌的风险就会增加。

研究人员对来自“妇女健康健康倡议”研究中4 500位女性的健康资料进行了分析，这些女性年龄介于50~70岁。跟踪12年后发现，血糖最高者要比血糖最低者更易出现大肠直肠癌，前者患癌风险是后者的近两倍。研究显示，尽管这些女性血糖还没有到糖尿病的程度，但血糖持续较高，增加了患大肠直肠癌的风险。

美国每年大约有141 000人确诊为大肠直肠癌，因大肠直肠癌死亡的患者约49 000人。过去有许多研究想找出血糖上升和胰岛素抵抗对大肠直肠癌的影响，但其研究结果并不一致。研究人员说，可能因血糖偏高会促使癌细胞生长，或者血糖高是一种发炎指标，当身体发炎反应严重时，患大肠直肠癌的风险就会增加。由于肥胖的人血糖往往偏高，因此，这项研究可解释为何肥胖会增加患大肠直肠癌的风险。

研究人员指出，保持健康的体重、健康饮食以及进行有规律地运动是非常重要的，这些都有助于降低患大肠直肠癌的风险。

从“棱镜”透视国家信息安全 篇5

2013年6月, 前中情局 (CIA) 职员爱德华·斯诺顿通过英国《卫报》和美国《华盛顿邮报》等国际媒体投下“重磅炸弹”, 揭露美国国家安全局的“棱镜”窃听计划, 即布什政府授权美国安全局和联邦调查局于2007年启动的一个代号为“棱镜”的秘密监控项目。该项目直接进入美国国际网络公司的中心服务器里挖掘数据、收集情报, 通过网络实现对全球舆情的监控, 其中涉及微软、雅虎、谷歌、苹果等在内的9家网络巨头以及思科等大型硬件厂商。随后, 斯诺登又通过香港、德国等多家媒体披露更多信息, 这些绝密消息的公布, 引起世界舆论一片哗然, 世界各国重新审视国际新形势下的网络安全, 引发了全球对“棱镜门”事件的深入思考。

1 “棱镜门”事件始末

2013年6月6日, 英国《卫报》[1]及美国《华盛顿邮报》[2]根据美国中央情报局前秘密特工爱德华·斯诺登之前提供的绝密材料, 披露美国国家安全局的“棱镜”监视计划以及Verizon元数据收集项目, 项目计划幻灯片如图1所示。

《卫报》刊登的法院密令显示, 从2013年4月25日至5月19日, 美国电信巨头威瑞森公司 (Verizon) 每日向美国国家安全局上交数百万用户的通话记录, 涉及通话次数、通话时长、通话时间等内容, 但不包括通话内容。

《华盛顿邮报》披露, 从2007年布什政府时期, 美国政府从包括微软、谷歌在内的九大互联网公司进行数据挖掘工作, 搜集用户信息, 从音视频、图片、邮件、文档以及连接信息中分析个人的联系方式与行动[3]。监控的类型有10类:信息电邮、即时消息、视频、照片、存储数据、语音聊天、文件传输、视频会议、登录时间以及社交网络资料的细节, 全面监控特定目标及其联系人的一举一动。

面对媒体爆料, 美国政府无法保持沉默, 6月7日, 在加州圣何塞视察的美国总统奥巴马做出回应, 公开承认该计划。他强调说, 这一项目不针对美国公民或在美国的人, 目的在于反恐和保障美国人安全, 而且经过国会授权, 并置于美国外国情报监视法庭的监管之下。

同一天的《华盛顿邮报》再度披露英国的监听计划, 英国政府通信总部至少从2010年6月起就能访问PRISM系统, 并在2012年使用该计划的数据撰写了197份报告。PRISM让GCHQ得以绕过正式法律手续来取得所需的个人资料[6]。

两大媒体的披露及奥巴马的回应震惊了世界, 也引发了世界对网络巨头的信任危机。但随后, Facebook创始人马克·扎克伯格及谷歌创始人拉里·佩奇等互联网巨头, 公开通过媒体回应”棱镜门”事件, 否认对该计划有任何了解, 称其未向美国国家安全局提供“直接访问服务器的入口”[7]。

但从Google提供的《透明度报告》可以看出, 美国政府2012年下半年共向Google提出了8 438次数据要求, 涉及账户14 791个, 88%的要求被执行了。Facebook公布了2012年下半年政府索求信息情况, Facebook在2012年下半年共收到9 000~10 000次政府信息索求, 涉及1.8~1.9万用户。微软也发表声明, 2012年下半年, 微软共收到6 000~7 000次政府信息索求, 涉及3.2万用户。雅虎则发表声明, 在2012年下半年, 雅虎共收到政府信息索求1.2~1.3万次。被指控”即将加入”棱镜计划的Drop-box也发布了一项“透明度报告”, 对外显示了Dropbox向美国政府提供的个人用户信息数量, 根据报告, Dropbox2012年收到政府87次请求, 涉及帐号164个, 82%的要求被执行。

6月13日, 斯诺登通过《南华早报》披露美国入侵中国网络多年[8-9]。据报道, 美国国家安全局入侵全球电脑次数超过61 000次, 其中对香港和内地目标入侵数百次。美国国家安全局在香港的主要入侵目标为香港中文大学, 入侵香港电脑网络的成功率超过75%。

另据《南华早报》披露, 美国多年来一直煞费苦心地窃取中国机密情报, 对中国形成了以间谍卫星、侦察飞机、测控电子船以及星罗棋布的监听站为核心的”360度无死角”网状侦测系统, 且利用先进技术入侵中国网络长达15年[10]。

6月21日, 《卫报》再度披露英国2009年开始的“控制互联网” (MTI) 计划, 系统在通信供应商的网络中部署深度包检测探测器, 进行网络数据和通信信息的收集、监听和控制[11]。斯诺登爆料该计划的核心程序 “颞颥” (Tempora) 正在被测试和开发[12], 已经运行18个月。

6月22日, 据南华早报网站消息称, 斯诺登向该报表示, 美国国家安全局曾入侵中国电讯公司以获取手机短信信息, 并持续攻击清华大学的主干网络以及电讯公司Pacnet香港总部的计算机, 该公司拥有区内最庞大的海底光纤电缆网络[13]。

6月29日, 德国《明镜》周刊根据斯诺登提供的2010年9月的一份绝密文件披露, 美国情报部门安装窃听设备, 监听欧盟机构, 并入侵欧盟电脑长达5年之久。美国情报部门对欧盟驻华盛顿外交使团和驻联合国的办事大楼进行监听, 包括会议记录、人员谈话、电话通话, 并窃取电脑文件和电子邮件内容。30日, 又报道称美国对德国情报的监听每月有5亿次之多[14]。

2013年7月31日, 已经在俄罗斯政治避难的斯诺登打破沉默, 再次爆出美国更大规模的监控计划“X-key-score”[15]。斯诺登通过英国《卫报》发布的文件资料显示, 这项名为“Xkeyscore”的监控计划“几乎可以涵盖所有网上信息”, 可以“最大范围收集互联网数据”, 内容包括电子邮件、网站信息、搜索和聊天记录等。该计划报告封面如图2所示。

2 “棱镜门”背后的信息安全变化趋势

斯诺登披露美国监听计划引发了世界性的大地震, 从资料可看出美国对世界的监视及入侵中国网络情况十分严重, 其涉及范围之广、入侵程度之深、窃取数据量之大都是难以预料的。通过分析“棱镜”计划的相关信息, 可以发现网络空间形势下的网络安全局势已发生了较大变化。

2.1 攻击方式向集中攻击数据中心和骨干网转变

网络是继陆、海、空、天之后第五维作战空间, 是未来战争争夺的重要战略领域。对网络进行攻击和破坏, 进而摧毁整个工控及民用网络是未来战争的主流。中心网络节点是网络的枢纽和核心, 数据中心集中存储整个网络的数据资源。攻击占领骨干网和数据中心, 可以轻易地获取整个网络的数据资源, 对控制甚至摧毁整个网络至关重要, 既可以减少入侵多个下级节点的开销, 也可以更方便地收集信息。从“棱镜门”事件可看出, 美国对网络的攻击已从分散的终端入侵转向对数据中心的控制。入侵目标是网络骨干, 例如大型互联网路由器, 借此一举侵入几十万台电脑, 无需逐个侵入。

美国在香港的入侵目标之一为香港中文大学, 因为香港互联网交换中心设在中大, 该中心是香港互联网中枢, 全港网络数据均通过该中心传输。美国曾多次攻击位于清华大学的中国网络核心计算机和主干网, 以及电信公司总部计算机, 通过攻击这些核心节点, 美国情报机构轻而易举地获得了大量的网络通信和电讯信息。

随着云计算和虚拟化技术的迅速发展, 个人及企业的本地计算机几乎不存储数据, 用户信息、办公系统, 乃至商业机密都上传到云端数据库。这样虽然节省本地资源, 提高运行速度, 并且方便企业在需要时随时调用。但数据资源过于集中, 一旦云端服务器遭到入侵, 对数据资源的安全造成严重影响。

2.2 入侵途径向通过预设后门进行攻击转变

美国入侵其它国家网络已不仅仅局限于嗅探扫描、网络入侵, 开始利用软件系统和硬件设备事先植入后门和漏洞进行攻击, 或是直接通过其进行监视。“棱镜门”事件中, 斯诺登揭露美国通信公司思科对中国存在潜在的信息安全威胁, 并指出美国国家安全局通过思科路由器监控中国网络和电脑。

思科产品在中国网络建设中占主要地位。思科参与了中国几乎所有大型网络项目的建设, 涉及政府、海关、邮政、金融、铁路、民航、医疗、军警等要害部门的网络建设, 以及中国电信、中国联通等电信运营商的网络基础建设, 在这两大电讯骨干网络中, 思科占据了70%以上的份额, 并把持着所有超级核心节点。此外, 在中国的路由器市场上, 思科也握有其中六成。思科是美国政府和军方通信设备及网络技术设备主力供应商。在2006年美国115个政府部门参与的一场“网络风暴”的网络战演习中, 思科是演习的重要设计者之一, 可见思科与美国军方的关系特殊。联想“震网”病毒的爆发原因, 一旦战争爆发, 美国政府极有可能利用思科在全球部署的产品, 发动网络战, 对敌国实施致命打击。“棱镜”系统很可能通过互联网的骨干网路由器, 对通信流量进行监听, 包括邮件、聊天记录、文件传输、社交网络资料等所有明文传输的东西, 用户在Google、雅虎、微软等搜索引擎上的搜索关键字也会被监控。棱镜系统通过链路设备, 将这些信息进行集中、过滤并记录下来。而路由设备的这种监听功能, 可以是思科公司故意植入的后门, 甚至可以是路由器出厂标明的正常使用功能。

同样, 微软作为全球最大的桌面操作系统供应商, 完全有能力并有可能在用户毫无觉察的情况下, 预留后门将用户存储的信息数据、用户访问操作等进行收集、汇总并上传至微软数据库, 实现对全球用户的监控。

3 “棱镜门”事件对我国信息安全的启示

通过分析“棱镜”计划发现, 美国通过大数据等新技术获取它国情报信息的能力已经达到了一个新的高度, 无时无刻不在通过各种渠道、手段收集各国情报信息。从“棱镜”计划来看, 依赖国外电子及信息技术产品, 缺乏核心技术及独立知识产权, 将对我国国防信息和网络安全造成巨大威胁, “棱镜”计划的爆出对我国从根本上完善和加强网络防御体系及数据防护体系提出了更高的要求。

3.1 针对敌国窃密的技术升级, 完善我国信息安全保障体系

在云计算、物联网、大数据等新技术快速发展和应用的同时, 大力发展我国信息安全保障体系的规划和建设。同时, 我国需转变思路, 变被动为主动, 加快海量信息获取、存储、挖掘技术升级, 提升我国情报信息获取能力。在防护体系建设方面, 为防止关键数据、核心秘密等被轻易地获取和收集, 保障数据安全, 应加强数据防护体系建设, 综合建立秘密文件存储访问控制体系, 将核心信息数据分散存储, 对关键数据采取透明加密和反复制等措施, 并严格规范访问权限, 个人无法获取完整秘密资料, 严格控制秘密文件拷贝, 限制密件的拷贝传播。在云计算核心存储数据库中, 应更加注重数据防护, 加强数据中心安全防护体系建设。在网络建设中, 采用国产软件系统和硬件设备, 对于必须采用的国外软硬件设备, 需加强监察, 清除预先植入的后门和漏洞。

3.2 重点扶持自主技术成为国家信息安全支柱企业

在当前的网络空间环境下, 国内信息安全水平整体偏低, 缺乏支柱企业, 急需对国内从事信息安全的企业进行政策、资金上的重点扶持, 大力发展自主信息安全技术, 使其形成支撑国家信息安全的脊梁。

3.3 加快信息安全硬件设备和软件系统国产化进程

面对复杂环境下的网络安全威胁, 只有提高自主创新能力, 掌握自主核心技术, 拥有独立知识产权, 结合国家信息安全需要, 开发符合信息安全要求、标准的国产硬件设备及软件系统, 才能从根本上杜绝植入“后门”风险, 才能从根本上保证国家信息系统自主、可控、安全, 真正做到对国家信息的保护。

3.4 高度重视面向未来信息技术和产业层面的信息安全创新行动

为应对新技术应用所带来的信息安全隐患, 提高我国自主安全能力, 我国在加强传统信息安全中存在短板的同时, 更需重视物联网、大数据、云技术等带来的信息安全问题, 鼓励、支持面向新信息技术和产业层面的信息安全创新行动, 尽快解决高新技术在应用中存在的安全隐患, 确保高新技术的安全应用。

3.5 加强内部人员监管及防护体系建设

爱德华 · 约瑟夫 · 斯诺登, 曾是美国中央情报局 (CIA) 雇员, 亦是美国国家安全局 (NSA) 的美籍技术承包人, 作为博思艾伦公司 (Booz Allen Hamilton) 雇员在国安局工作4年。据斯诺登在接受《南华早报》采访时表示, 他入职美国国家安全局 (NSA) 外判商博思艾伦咨询公司的唯一原因, 就是为了搜集美国政府监视网络的证据。斯诺登对《南华早报》表示, 其在博思艾伦公司的职位使他可以接触到美国国安局入侵的全球电脑名单, 这就是他在3个月前接受这份工作的原因。由此可见, 斯诺登作为企业内部员工, 其有意或无意搜集及泄露秘密, 比外来入侵更加难以防范, 并且危害程度更加严重。为防止内部有意泄密, 不能仅仅依靠保密教育, 应根据泄密者心理, 研究制定有针对性的防范措施, 加强内部人员的监管。

摘要：2013年6月, 斯诺登爆出美国“棱镜”窃听计划, 引发世界对网络空间环境下信息安全的重新审视。对“棱镜门”事件始末进行了梳理, 分析了“棱镜”计划相关信息, 提出了网络空间形势下信息安全的变化趋势, 重点分析了网络攻击的进化方式。因此, 在复杂的国际信息安全形势下, 为应对网络攻击的新变化, 需要从根本上加强我国信息安全防护体系, 积极抢占网络空间优势, 提升我国信息安全防护能力。

“棱镜”事件带给我们的启示 篇6

“棱镜”事件主角斯诺登被各种网络媒体炒得沸沸扬扬,可谓是大红大紫。站在国家战略层面来看,“棱镜”事件无疑是美国政府近几年最大的失泄密事件。尽管各国对“棱镜”事件看法不一,但是作为军工企事业单位的基层保密工作者来说,它却是我们研究、剖析、反思保密工作的一部典型案例。

1 失泄密事件的发生会对国家战略和国家安全构成巨大的威胁

美国国家安全局局长亚历山大称,斯诺登的“泄密”损害了国家安全局的行动能力,“如果我们把追踪恐怖分子的所有办法公之于众,他们就将得逞,而美国人就将丧生”。从中可以看出美国政府的被动局面,美国政府的某种战略已经在很大程度上受到不同程度的压力,外交局面非常窘迫,已经严重影响到国家的政治、经济、文化等多方面决策。多年来,在我们身边发生的各种失泄密事件不胜枚举,无论是商业失泄密事件,还是战略安全等方面的失泄密事件,不同程度地使我们深深感受到失泄密事件的严重性。从保密工作的细微处着手,积小成大,只要是涉及国家秘密的事件,必须本着高度的责任感,切实做到严防死守。两千多年前,思想家韩非子在《说难》中说道:“事以密成,语以泄败。”几千年来,有多少人、多少集团因保密获得丰厚的报酬,又有多少人、多少集团因泄密付出惨痛的代价。保密这条“高压线”,触碰的代价就会造成无法挽回的损失和终生的遗憾。

作为军工人的我们应深知,肩上是一份沉甸甸的责任,我们的一言一行都与国家利益息息相关,我们要懂得“国之神器,不可予人”。选择了保密,就选择了忠诚和奉献;选择了保密,就选择了责任和担当;选择了保密,也就选择了无怨和无悔。我们所做的事情能够与国家荣誉联系在一起那是一种自豪,更是一种信任。我们每天翻看图纸、调试产品、归纳资料、记录数据,这些看似再普通不过、再平常不过的事,其实代表着国家对我们的认可和信任。

2 信息化时代应正确处理信息化建设与保密工作的辩证关系

各种信息化平台需要有效监控,网络运营、服务加强保密教育培训,督促各信息传播平台落实信息公开保密审查制度。任何借保密为由阻止信息化建设和改革的行为都不可取,同样任何借信息化自由建设而忽视保密建设的行为更是不能容忍,二者相辅相成,缺一不可。信息化建设是我们事业改革和发展的机遇,保密工作是保障信息化建设安全发展的强大支撑。反之,信息化建设还促进我们保密工作不断进步。所以作为军工人,我们必须正视信息化时代给我们带来的双面效应,正确处理好两者的关系,我们的一言一行都必须谨小慎微,把“忠诚党和国家的保密事业”当成人生的追求之一,让保密融入血液,融入生活的每个角落。

3 保密人员的管理要非常重视,人是保密工作中“活”的载体

涉密人员既是保密事项的具体制定者、执行者,同时又是保密管理的主要对象。保安出身的斯诺登,凭借着卓越的网络知识和计算机技能,先后受雇于美国国家安全局和中情局,随后,他作为中情局信息技术员派驻瑞士日内瓦,在那里接触到很多机密文件。目前种种失泄密事件表明:失泄密事件主要有两种途径:非法入侵窃密和内部人员失密。据不完全统计,内部人员失泄密事件要占到整个失泄密事件的80%,由于违法成本低廉,不需要高额的成本和技术水平,触手可得,工作场所各类人员鱼目混珠,易于得逞。内部控制之难和重就显而易见了。所以各级单位必须强化涉密人员的管理,分类分层次细化,做到用保密制度管住人,层层落实责任、做好不同人群保密意识的教育和培训工作。特别是军工企事业单位,要重点对我们所从事的事业进行明确,对事业的忠诚度进行教育,守住职业道德底线,建立和健全一套用我们的事业成就各类人员的长效机制,即事业与涉密人员“绑定”效应。

4 保密工作的形势和任务非常严峻

长期以来,包括身边的同事几乎是对保密工作“谈虎色变”,或者说“泰然处之”。无论是思想上的麻痹,还是对保密工作的思想“疲劳症”,都应该引起我们的高度重视。美国,是无数技术精英和商业精英崇拜和向往的世界,其保密工作的机制和手段应该是处于一流水准。我们作为发展中国家,斯诺登事件给我们敲响了警钟,使我们清醒、明白:我们国家各行各业的保密工作形式和任务依然严峻。国家要强大和发展,民族要复兴,事业要发展,保密工作就容不得我们有丝毫懈怠,必须警钟长鸣。

5 结语

作为军工企事业单位基层保密作者,我必须从中深刻反省,从“棱镜门”中吸取教训,把这些经验运用到自己的日常工作之中,指导保密管理工作不断完善和提高,不断提升各类人员的保密意识和保密责任,不断改进保密工作中的漏洞和恶习,使保密工作成为工作全过程控制的重点。

“棱镜门”事件的新闻伦理反思 篇7

一边是殊荣, 一边是争议。那么, 新闻媒体在面对“棱镜门”这样的新闻富矿该如何报道?保护国家安全与捍卫个人隐私孰轻孰重?公民隐私和国家安全之间的界限何在?怎样进行价值选择和判断?面对“深喉”颂扬论我们又应该如何理性对待?这又给我们带来什么样的新闻伦理反思?

一、“棱镜门”事件回顾

棱镜本是一种透明的光学元件, 它被抛光的表面能折射光线。自2007年小布什时期起, 美国国家安全局开始实施一项名为“棱镜”的绝密电子监听计划。主要是通过美国互联网公司收集电子邮件、即时通讯等各类信息, 监听民众电话的通话记录和监视民众的网络活动。直到2013年6月, 前美国中央情报局雇员、美国国家安全局技术承包人斯诺登, 在香港将美国国家安全局关于棱镜计划监听项目的秘密文档披露给了美国《华盛顿邮报》和英国《卫报》, “棱镜”计划的细节才被公之于众, 引发了美国外交地震。

互联网诞生于美国, 在大规模商业化应用之前, 美国政府一直掌控网络控制权, 特别重视其在国家政治和安全领域的利用价值。“棱镜”项目出现于“9·11事件”之后和社交网络大规模扩张之前, 它将冷战以来美国国安局全面监听国内外通讯的传统延伸到网络空间。斯诺登曝光了“棱镜”项目中情报搜集项目的具体名称和手法, 才使美国政府无法将其遮掩。

“棱镜”项目的重要特征是美国的“政商协作”, 总值七八百亿美元的情报预算, 不仅保证了美国在硬件技术层面的不断升级, 通过卫星、无人机和互联网监听编织了覆盖全球的情报网, 也在人力资源方面加大了投入, 导致多达两千家私营企业参与情报业务和八十多万人具备接触高级机密的资格。

二、大数据时代的信息隐忧

美国政府在反恐战争中对情报的巨大需求, 和美国企业界对“大数据”技术的广泛应用, 在时空上出现了重叠。“大数据”, 简单来说就是指那些大小已经超出了传统意义上的尺度, 一般的软件工具难以捕捉、储存、管理和分析的数据。“大数据”的“大”不仅是形容数据容量之大, 更是突显有关数据的收集、保存、维护和共享的行为过程中蕴涵的挑战、创新和价值。

美国是一个不折不扣的数据帝国, “信奉上帝, 推崇数据”的观念深深地植根于美国人心中。相信数据、使用数据, 强调“基于实证的事实”, 将数据视为“科学的度量”和“知识的来源”等已经成为美国的传统。无论是连年攀升的IT财政预算, 还是昂贵又庞大的数据资产, 都已经预示着美国成为了目前世界上最大的信息技术消费国。

“棱镜门”把人们的注意力引向了政府对隐私权的侵犯, 却容易使人忽略商业机构在更日常的层面上对个人隐私的获取, 以及这种获取已经和将要引发的政治经济权力的过度集中。

在政府和企业看来, 某种程度上牺牲一些个人隐私来换取人身安全和经济发展是值得的。一方面, 企业可以使用个人信息改善用户体验, 大幅提高商业销售和广告收益;另一方面, 数据搜集和分析的应用, 已经扩展到美国的政治层面, 开始改变民主选举的面貌。

2011年5月, 麦肯锡公司下属的全球研究所出版了一份名为《大数据:下一个创新、竞争和生产率的前沿》的报告, 制造业、美国政府和新闻传媒业分别位居前三。联邦政府下属的几百个机构中, 美国普查局 (USCB) 、国家安全局 (NSA) 和中央情报局 (CIA) 都拥有以“太字节”为计数的巨大的数据库。国家安全局通过对美国进行电话监控, 收集到的数据数量是惊人的。

在媒介融合的背景之下, 新闻媒体应该走在信息技术发展的前沿, 充分利用大数据技术为本行业服务的同时, 也要清晰认识到可能存在的风险, 并且有责任告知大众。早在1943年, 刘易斯·芒福德就曾预言, 新生代技术尽管有很多优点, 但带来的危害似乎要大于其优点。29年后的“水门”事件, 再到今天的“棱镜门”, 都验证了他的预测。

“水门”事件是一次技术对制度的僭越, 但最后制度纠正了技术失控的错误, 结局还是可控的。而“棱镜门”反映出的是以现代信息技术为依托的更为隐秘的监控。这种非法监控渐渐成为生活的常态, 当我们享受着新技术带来的种种便利之处的时候, 我们同样生活在监控中而不自知。

三、“深喉”问题的伦理反思

斯诺登“前美国中央情报局雇员, 美国国家安全局技术承包人”的身份, 以及向媒体爆料的行为, 不禁让人联想到“水门”事件中人称“深喉”的爆料人, 他们都是“向媒体披露事实的掌握关键信息的局内人”。[1]“喉”是用来说话发声的部位, 前面加上一个“深”, 我们可以理解为“隐匿”——只听其声, 却难探知到底具体是“喉咙”的哪一部位在发声。引申这一描述, 我们可以将“深喉”理解为:隐藏得最深的“说话人”。[2]

“深喉”一词在1972年的“水门”事件之后, 在新闻传播领域被赋予了特定的意义。2005年5月31日, 美国《名利场》杂志揭开了一个困扰了人们30多年的谜团:当初给《华盛顿邮报》提供“水门事件”重要线索的关键线人——“深喉”就是当年美国联邦调查局副局长马克·费尔特 (Mark Felt) 。“水门”事件发生后, 他一直保守着自己的身份秘密, 直到2002年他才向自己的亲友透露。不过可能因为距离“水门”事件过去已经许久, 激烈的辩论交锋似乎不那么尖锐。“深喉”带来的新闻线索成就了《华盛顿邮报》的辉煌、创造了一家报纸扳倒一个不受控制政府的神话, 为两个年轻记者铺平了事业腾飞之路。

在“水门”事件之后, 媒体成了武器, 新闻成了弹药, 记者成了战士。[3]这也意味着, 如果这件事情的结果与如今看到的正相反, 那么新闻媒体也必然难逃公众舆论的讨伐。《华盛顿邮报》在当时还名不见经传, 而负责报道这一事件的记者也才初出茅庐。到底是什么理由让“深喉”选择相信他们可以担此重任, 而慷慨地将如此重要的关键线索提供给他们呢?“深喉”真的是想借助媒体的力量来主持正义吗?

事实上, “深喉”们在爆料的时候, 并不仅仅为了“国家和公众利益”。“水门”事件中, 爆料人因为未能实现自己的升职意愿的愤慨和不满, 但又深知通过内部正当渠道无法阻止, 所以选择了作为“深喉”指引《华盛顿邮报》记者逐步揭露事实。媒体的介入可以适当转移公众视线, 分担责任。不同于斯诺登的高调, “深喉”选择了一种安全的方式获取了自己的利益。媒体选择信任“深喉”也是一场赌注, 他们之所以“铤而走险”皆源于他们看到了这其中的新闻价值以及可能带来的重大影响, 选择赌一把, 利益之下各取所需。

对于公众来说, 有时候新闻源胜过新闻信息本身。《华盛顿邮报》的两位记者当年以“深喉”作为自己的主要信息源, 这些打着“绝密”、“内部”标志的消息让人们连质疑都不太可能, 更不用说去核实。所看到的真实与事件的真相之间可能还有出入, 不排除有人为了某些利益而刻意地隐去了一些关键的细节。

四、小结

“棱镜门”事件还在酝酿发酵, 我们通过把它和“水门”事件放在一起比对, 可以获得不少有益启示。新闻从业者必须恪守有关新闻的基本准则, 同时要对当前的政治局势、法律政策、技术发展背景等有深入的了解和宏观的把控, 根据具体的情况平衡保护国家安全与捍卫个人隐私的关系。

“水门事件”披露后, 尼克松辞职, 政府腐败问题得到重视, 并起到了警示作用;《华盛顿邮报》的报道被记入史册, 美国媒体也成为推动民主政治的标杆、扭转政治危机与公众抒发不满的渠道。《华盛顿邮报》两位记者斩获1975年的普利策新闻奖, 这也使得与知名老报《纽约时报》平起平坐成为可能。“深喉”这一名字也因此成为一个传奇。但是对“深喉”顶礼膜拜, 甚至于将其神化倒是没有必要。谜底揭开的时候, 我们发现“深喉”也是一个普通人, 他也有自己的利益追求。“颂扬论”和“驳斥论”都要不得, 把握好度。

摘要：本文结合大数据时代的背景, 通过对“棱镜门”事件的回顾, 围绕报道获奖、对事件本身和对斯诺登的评价所产生的争议, 提出有关保护国家安全、捍卫个人隐私以及新闻报道原则若干问题。由于“棱镜门”事件尚无定性, 本文通过把这一事件与“水门”事件进行比对, 寻找其中的相似点 (比如“深喉”问题) 由此拓展思路, 进行新闻伦理反思。

关键词：“棱镜门”,“水门”,“深喉”,新闻伦理

参考文献

[1]乔治·弗里德曼, 王鹏.深喉之死与新闻业危机[J].科学与财富, 2009 (3) :89.

[2]丁莉.从“深喉”事件看美国匿名消息来源[D].武汉:华中科技大学, 2006.

[3]魏道培.“深喉”水门事件背后的媒体神话[J].检察风云, 2005 (13) :32.

[4]东鸟.2020, 世界网络大战 (第一版) [M].长沙:湖南人民出版社, 2012.

[5]涂子沛.大数据:正在到来的数据革命, 以及它如何改变政府、商业与我们的生活 (第一版) [M].桂林:广西师范大学出版社, 2012.

[6]徐菁菁.窃听风云:谎言、秘密与游戏规则[DB/OL].南都网, 2013-11-26.

[7]薄建禄.兰德报告:美国如何打赢网络战争 (第一版) [M].北京:东方出版社, 2013:005-006.

[8]理查德·A·克拉克, 罗伯特·K·科奈克.网电空间战 (第一版) [M].北京:国防工业出版社, 2012.

[9]赵海.斯诺登事件与数据霸权[N].中国青年报, 2013-07-09.

基于电润湿的光学棱镜研究 篇8

棱镜是透镜的一种, 它是一个由透明材料制成的多面体, 在光学仪器中得到很广泛的应用。其中应用最广泛的是对光线传播方向控制的功能。由于传统棱镜的折射表面以及折射率在制作时已经固定, 以传统棱镜为基础的光束偏转系统在实现光束偏转时需要使用机械装置来改变光束方向, 严重限制其小型化、微型化。

因此, 由美国辛辛那提大学新型器件实验室提出的基于介质上电润湿原理的液体光学棱镜很快引起了人们的关注。它在传统的光学棱镜的基础上引进了电润湿效应的概念, 使得人们可以通过电压来对棱镜进行控制。

二、电润湿技术

在电润湿理论中, Young方程和Young-Lippamann方程是其最基本的方程。Young方程说明了接触角与表面张力的关系。

其中γSV是固-气表面张力, γSL是固-液表面张力, γLV是液-气表面张力, θ是接触角。

Young-Lippamann方程说明了外加电压与接触角的关系。

其中ε0和εr分别是真空介电常数和介质层的相对介电常数, dH为双电层的厚度, U为外加电压。

三、电润湿技术在棱镜方面的应用

(一) 基本结构。

如图1所示, 这是一个基础的电润湿棱镜的模型。它是用一个以两块ITO方形玻璃组成的方形通道作为棱镜的腔体, 同时在一对玻璃上涂上亲水层与疏水层, 并给腔体加上ITO玻璃作为底面基片。在棱镜的腔体中填充两种互不相容且密度近似 (为消除重力影响) 的液体, 一种是折射率比较低的水溶液 (n~1.3) , 另一种是折射率比较高的油溶液 (n~1.4-1.65) 。在棱镜腔体中选择一对的相对的侧面, 给它们加上独立的电压来控制接触角的大小, 从而改变双液体界面“半月板”与水平方向的倾斜角, 即左右两侧的接触角决定了双液体界面“半月板”的曲率。由电润湿的原理可知, 在接触角饱和前, 接触角会随着电压的增加而出现改变。因此, 双液体界面“半月板”的形状也会发生改变, 从而实现对双液体界面“半月板”的形状的控制。当所加电压VL与VR的电压为0时, 两边的接触角都很大 (θ~160°) , 如图1 (a) 。当所加电压VL与VR不为零时, 两边的接触角会随着电压的改变而出现变化如图1 (b) , (c) 所示。为了获得一个平整的双液体界面, 就需要使两侧的接触角满足一定的关系 (θR+θL=180°) 。这种棱镜制做非常容易, 并且使用简单。

(二) 工作原理。

通过折射定理, 我们知道当光线通过双相液体界面时, 由于界面两边的液体的折射率不同, 使得光线在通过界面时发生了折射, 从而改变了光线的方向。而双液体界面是可以通过电压进行控制的, 因此, 可以通过电压对光线方向进行控制。

如图2所示, 当光线射入双相液体界面时发生折射, 由折射定理可知:

由上式可知, 液体光学棱镜的最大偏转角δ取决于采用液体的折射率和施加外加电压后的接触角θ。在实验中一旦介质层以及疏水层确定之后, 电润湿接触角的饱和角度基本就能够决定接触角θ的大小;又因为采用的盐溶液的折射率一般在1.33左右, 所以电润湿液体光学棱镜的最大偏转角δ很大程度上受油的折射率所决定。因此, 当液体光学棱镜腔体已经制好后, 它的最大偏转角δ只受到不导电非极性油的折射率所影响。所以选择折射率高且粘度小的非极性不导电油是电润湿液体光学棱镜的理想选择。

四、仿真与分析

本文通过COMSOL软件的微流体模块对双相液体光学棱镜进行了仿真。详细讲述了仿真的过程, 并通过仿真结果对非极性油的粘度系数对液体光学棱镜性能的影响进行了分析。

从图中看出, 动力粘度系数的改变对界面位移影响不大, 但对响应时间影响极大。当muoil=0.01时, 由于液体阻尼系数过小使得双液体界面在T=0.02s时出现了震荡的现象。当muoil=0.03时, 具有较大的双相液体交界面位移, 且没有出现过阻尼现象或阻尼震荡, 此时的粘度系数为最佳。从仿真结果可以看出, 选择粘度系数较低的不导电非极性油可以使电润湿液体光学棱镜的响应时间相应的减少, 但是粘度系数不能够过低, 否则会导致棱镜在工作过程中出现震荡现象。因此, 对于电润湿液体光学棱镜中的不导电非极性油的粘度系数是否适宜是十分重要的。

五、电润湿技术面临的问题

(一) 接触角饱和。

由于电润湿技术的快速发展以及诱人的前景, 使得越来越多的人去研究它。而随着实验的进行人们发现接触角不会随着外加电压的增大而一直减小, 它在电压达到某一个临界值后, 就很难通过增加外加电压来使它进一步减小, 即接触角达到饱和。它在很大程度上限制了电润湿技术的进一步应用。

(二) 接触角滞后。

接触角滞后是指电润湿驱动液滴运动时, 液滴前进方向的接触角与后退方向的接触角不相等, 即存在着前进接触角与后退接触角。并且在电压变化时, 同一电压所对应的接触角也不相同。因此, 接触角滞后的存在使得在电润湿的研究中增加了额外的误差分析。如何消除接触角滞后是电润湿在未来的应用中不得不克服的一道难关。

(三) 介质层击穿。

由上面的介绍可知, 过高的电压可能导致接触角达到饱和。那么, 如何降低所需电压, 又能够达到我们要求的接触角呢?根据Young-Lippamann方程可知, 想要降低所需电压, 只能通过增大介质层介电常数或者减少介质层厚度来实现。然而在减小介质层厚度的同时, 意味着介质层更容易被击穿, 并且在液滴内部产生气泡, 从而导致液滴电解。

六、展望

医学多棱镜 篇9

在北京中日友好医院“粉红丝带”俱乐部举办的“中国传统体育运动与肿瘤康复”的病友活动中，北京医院国际养生中心主任郑志坚教授为病友介绍了气功、太极拳、八段锦等中国传统体育运动在乳腺癌患者康复中的作用。

郑志坚教授在临床上把多数患者的康复过程分为三个阶段。第一阶段即术后第一个月，患者在康复护士指导下进行徒手康复锻炼、作业治疗和器械锻炼，以实现生活自理，建立生活信心；第二阶段即放化疗期间，进行八段锦有氧组合运动和穴位按摩。八段锦具有润滑关节、增强血管弹性和肌肉力量、调节脾胃、改善心肺功能及心理情绪的作用，能有效对抗放化疗对心肺系统的影响；第三阶段即化疗结束后，进行24式简化太极拳和有氧健身操锻炼。24式简化太极拳具有强身健骨的作用，有利于改善骨质疏松、肥胖等放化疗后症状，预防癌症复发。

郑志坚教授强调，任何运动都要适量，应做好运动前的体检、热身，同时要注意运动后的放松以及营养的搭配。健康的运动并非只有消耗。

（卫 文供稿）

PM2.5增加早亡风险

北大前沿交叉学科研究员、环境与健康中心研究员黄薇等人在西安市所做的PM2.5相关流行病学研究，近期在国际顶级流行病学期刊《美国流行病学》杂志上发表。研究首次分析了我国PM2.5及其化学组分浓度变化和居民死亡率变化的对应关系。发现在我国北方城市冬季采暖期间，PM2.5及其关键化学组分浓度增高时，因急性心肺疾病发病导致的早亡风险也明显增加。

黄薇和她的同事分析了2004年到2008年西安市户籍居民每日因病和自然死亡人数，试图寻找PM2.5急性暴露与居民超额死亡风险增加的关联。PM2.5急性暴露指急性心脑血管事件的发作，如冠心病、脑血栓、心梗、心绞痛等；超额死亡指在正常死亡概率之外，因为空气污染贡献的死亡率。研究显示，在排除了年龄、性别、时间效应和气象因素等影响因素之后，当PM2.5浓度每增加103微克/立方米时，居民全部死因的超额死亡风险会增加2.29%，滞后时间在1～2天。心脑血管疾病增加的超额死亡风险更高，为3.08%。

黄薇说，我国北方冬季采暖期颗粒物排放水平升高，低温条件下污染物扩散受到影响，因此冬季PM2.5暴露的健康影响可能更为显著。根据其分析，化石燃料燃烧产生的二次粒子、硫化物、元素碳，在采暖期与心肺系统疾病死亡的关联性更为显著。

（卫 文供稿）

年轻人心脏猝死引起关注

在东南大学附属中大医院主办的第十届心脏血运重建暨急性冠脉综合征诊治进展研讨会上，中南大学心血管内科主任马根山教授介绍，我国冠心病发病率持续上升，患病人数已达到2.3亿，平均每5个成年人中就有1个冠心病患者，全国每年死于心血管病的患者有350万之多。以往到医院诊治的患者多为六十多岁，但现在不少三十多岁的年轻人被送入医院时，已表现出严重的冠心病症状。

专家表示，近年来，年轻人猝死的心脏意外事件频发，特别是一些年轻的精英人士猝死，让民众对冠心病的年轻化趋势表示担忧。马根山教授说，急性冠脉综合征是冠心病中较严重的一种，包括不稳定性心绞痛、急性心肌梗死等，病死率很高。年轻人急性冠脉综合征近年来显著增加，和社会压力大、年轻人忽视自身健康有很大关系。其中肥胖、吸烟、高血压、糖尿病、高血脂、应酬多、熬夜加班等因素，是诱发急性冠脉综合征的危险因素。这些危险因素不消除，急性冠脉综合征的发病率就不可能降下来。

（李福章供稿）

超负荷工作加速机体衰老

芬兰职业病研究所和赫尔辛基大学的一项最新研究显示，超负荷工作会引起人体细胞基因中的染色体端粒缩短，加速人体衰老。

研究人员发现，随着工作疲劳的程度不同，员工的白细胞基因染色体端粒长度存在明显差异。那些背负严重工作压力的员工，染色体端粒明显短于工作压力轻微或没有压力的员工；而且工作压力持续时间越长，这种差异越明显。染色体端粒缩短引起了细胞早衰，从而加速了人体衰老。

研究人员建议，为了保证员工的健康，雇主应跟踪了解和改善员工的工作条件，尽早发现潜在的问题并及时予以解决，确保员工的工作量不要超负荷。

（李福章供稿）

熬夜使用电脑或看电视易患抑郁症

美国俄亥俄州立大学医学中心在最近出版的《分子精神医学》期刊上发表的一项研究显示，使用电脑或看电视机看到深夜，或者睡着后屏幕还开着，都会增加患抑郁症的机率。

研究人员让实验仓鼠在夜晚暴露在微光下4周，这种情况相当于在阴暗房间内盯着电视屏幕。然后将这些仓鼠的相关检查结果与症状表现，与暴露在正常日夜周期的控制组仓鼠进行比较。结果显示，实验仓鼠变得比较没有活力，对饮用含糖饮料的兴趣也比平常低，这两种症状与抑郁症患者状况相当。研究还发现，检查实验仓鼠大脑的海马体变化，与抑郁症患者一致。

以前已经有研究证实，晚上暴露在灯光下与乳腺癌和肥胖风险的增加有关，但与情绪异常的关系了解得并不多。这项研究显示，在仓鼠身上所发现的结果，与对人类抑郁症所进行的研究结果一致。

研究人员指出，好消息是，那些熬夜守着电视与计算机的人只要回归到正常的作息状态，就能够消除部分有害影响。

（方留民编译）

寂寞会缩短人的寿命

以往的研究显示，寂寞是造成年过60岁的人忧伤的主要原因之一，并且会使他们的生活质量下降。如今，美国研究人员一项新的研究显示，寂寞还会使死亡率增加10%。

美国加州大学的研究人员对1 604位平均年龄为71岁的老年人进行了研究。当被问及是否感到寂寞时，43.2%的受访者说他们有时候会感到寂寞。经过6年的追踪发现，有寂寞感觉的人，其死亡率为22.8%，而一般人的死亡率则为14.2%。

研究还发现，独居者中有24.8%的人日活动量下降了近2倍，而其他人这一比例则为12.5%。

美国的另一项研究显示，独居会增加心脏病死亡的机率。科学家对44 573名中年人进行了调查，其中有8 594为独居者。研究人员发现，独居者在4年后死亡的机率要比其他人高3%。独居者因心脏相关疾病死亡的机率也会由7%增加至8.6%。

别汉棱镜偏振效应成因分析 篇10

棱镜是光学系统中最常用的光学元件之一,为了能够看到正立(而不是倒立或者平躺着)的图像,配合我们与生俱来观察正立景物的习惯,双筒望远镜和单筒观景望远镜中都需要棱镜,别汉棱镜广泛应用于双筒望远镜。本文探索光在别汉棱镜中的传播过程中偏振像差的产生原因,对研究别汉棱镜偏振效应对成像光束偏振像差影响打下基础[1,2,3]。

1 别汉棱镜

别汉棱镜由一个半五棱镜和一个施密特棱镜组合而成,是一种光学棱镜,可以让影像做180°的旋转,通常用在双筒望远镜内做为“图像架设系统”。这个棱镜组由两个被空气隙分离的玻璃棱镜组成,多次的全反射造成影像在垂直方向的翻转,在第二个棱镜的“屋顶”将影像做了侧向的翻转,一起导致影像180°的旋转,而影像的偏手性没有改变。与双普罗棱镜或阿贝-柯尼棱镜的设计比较,施密特-别汉棱镜更为紧密。但是,大量的反射和空气隙造成的损失也比其他设计为多,因为有些角度是小于全反射的临界角,这些表面还需要光学镀膜处理来提高全反射的效率。多次的全反射也会造成光的偏极化,导致光在相位上的落后,与菲涅耳菱形造成的效果相似,必须由特别的相位补正镀膜来抑制,以避免对影像产生不必要的干涉现象。

2 别汉棱镜的偏振效应

由于所有的光学界面都会使非正入射光波的偏振态发生变化,所以从某种程度上来说,所有的光学系统都会改变光波的偏振态。偏振像差就是光线通过光学系统时光的偏振态发生变化,它是在光学界面上以及光在媒质中传播时产生的。偏振像差是几何光学中波像差的扩展,并且在所有的光学系统中都存在。

本次课题研究所用本源棱镜为施密特-别汉棱镜,当入射光为部分或者完全偏振光时,依据菲涅尔公式出现的s偏振与p偏振光波振幅反射系数的差异以及振幅透射系数的差异,会导致的光强差异。

Fresnel公式:

其中:θ1,θ2分别为入射角和折射角。

全反射时s光的相移δs及p光的相移δp通过以下公式计算得到:

由于一般δs与δp不相等,故全反射可对s光和p光引入附加的相对相位差Δδ=δs-δp,

由于别汉棱镜的特殊结构决定,屋脊棱镜的屋脊面与其他反射面的界面法线不共面,造成S偏振光和P偏振光复振幅矢量的交叉换位,产生二者复振幅矢量在同一直线方向,但相位不同的干涉叠加,而导致其透射及反射光波的强度及色度的差异。

别汉棱镜是由两个被空气隙分离的玻璃棱镜组成,在别汉棱镜内部总共实现了六次反射,其中有五次为全反射,空气隙造成的损失也比较大,因为有些角度是小于全反射的临界角,这些表面还需要光学镀膜处理来提高全反射的效率。由于膜层对S偏振光和P偏振光的有效折射率不同,膜层对S偏振光和P偏振光的反射及透射所引入的相位移动量就不同。所以,S偏振光与P偏振光相干迭加所得到的反射光及透射光的偏振状态及光强将随S偏振与P偏振之间的相位差而变,这也会对别汉棱镜成像造成影响,形成偏振效应。

因此,对于别汉棱镜上下屋脊中存在的两个偏振状态的反射率、透射率和位相移动不同,会在出射面中的反射光和透射光中引入偏振效应,影响别汉棱镜的成像质量。

摘要：双筒望远镜中的别汉棱镜在光学系统中起到改变图像方向的作用,研究别汉棱镜的成像规律及分析造成偏振效应的原因,对研究别汉棱镜偏振效应对成像光束偏振像差影响奠定基础。

关键词：别汉棱镜,成像规律,偏振效应

参考文献

[1]谢敬辉,赵达尊,阎吉祥.物理光学教程[M].北京:北京理工大学出版社,1995:10-13.

[2]丛薇,隋清江.光的偏振态描述及转换计算[J].哈尔滨师范大学自然科学学报,2007,23(2):78-77.