第一篇：固體、液體、氣體礦產(chǎn)鉆探技術(shù)的現(xiàn)狀與展望

固、液、氣礦產(chǎn)鉆探技術(shù)的現(xiàn)狀與展望

姓名：王書民 班級：地質(zhì)13-6 學(xué)號：05131899

本世紀(jì)特別是50年代以來，鉆探技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。我國的地質(zhì)鉆探經(jīng)過初建(1949～1952年)、生產(chǎn)大發(fā)展(1953～1960年)、提高與持續(xù)發(fā)展(1961～1978年)、現(xiàn)代鉆探生產(chǎn)體系的建立(1979～1990)這4個(gè)階段后，其技術(shù)水平總體上已接近并部分達(dá)到國際水平，有些還達(dá)到國際先進(jìn)或領(lǐng)先水平。

一、我國固、液、氣體礦產(chǎn)鉆探技術(shù)的主要進(jìn)展

1、近10年來，我國固、液、氣體礦產(chǎn)勘探也處于低潮期，加之進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整和機(jī)制轉(zhuǎn)換，許多從事固、液、氣礦產(chǎn)鉆探技術(shù)研究開發(fā)的人員主要轉(zhuǎn)入探礦工程的延伸領(lǐng)域如巖土鉆掘方面。但對固、液、氣體礦產(chǎn)鉆探的研究開發(fā)工作仍在進(jìn)行，并取得了一批重要成果。

① 以中心取樣鉆探為主的多工藝空氣鉆探技術(shù)

原地礦部勘探技術(shù)研究所通過攻關(guān)研究，對中心取樣鉆探技術(shù)的國產(chǎn)化、小型化和配套化工作取得了突破性進(jìn)展，其中含水樣品快速分離裝置達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。應(yīng)用該技術(shù)在3個(gè)局隊(duì)進(jìn)行的生產(chǎn)試驗(yàn)中，地質(zhì)效果及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均有大幅度提高，其中臺月效率分別提高100%～310%，最高單孔臺月效率達(dá)1583.5m，單位材料消耗降低50%以上。長春科技大學(xué)研制成功GQ100/40型貫通式潛孔錘和SBC89/44或SBC73/44外平鉆桿，采用空氣潛孔錘鉆進(jìn)和反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)，用于復(fù)雜地層鉆進(jìn)。如在河南嵩縣金礦區(qū)鉆探中，臺月效率由原來常規(guī)金剛石鉆進(jìn)的99m提高到1065m；成本由500元/m降至101元/m，鉆探取心(樣)質(zhì)量滿足地質(zhì)要求。

② 水力反循環(huán)連續(xù)取心(樣)鉆探新技術(shù)

80年代中期以來，我國地礦和有色系統(tǒng)相繼研制出成套器具，并在松軟巖層中取得了很好的鉆進(jìn)效果，鉆進(jìn)深度超過了300m，臺月效率達(dá)數(shù)千米?！鞍宋濉逼陂g，原地礦部把中硬巖石水力反循環(huán)連續(xù)取心鉆探技術(shù)列為攻關(guān)項(xiàng)目，又取得新進(jìn)展。從生產(chǎn)試驗(yàn)情況看，該技術(shù)已達(dá)到了推廣應(yīng)用程度。③ 無巖心鉆探技術(shù)

由原地礦部探礦工藝研究所完成的該成果是以地勘牙輪鉆頭進(jìn)行中硬及堅(jiān)硬地層的無巖心鉆進(jìn)為重點(diǎn)，形成一整套技術(shù)。近年來該技術(shù)在四川、山西、河南幾個(gè)礦區(qū)試驗(yàn)應(yīng)用中，無巖心鉆探工作量占到鉆孔工作量的46%，與同孔取心鉆進(jìn)相比，鉆速提高50%以上，臺月效率提高212%，單位成本平均降低68%。④ 地質(zhì)巖心鉆探設(shè)備

90年代原地礦部為適應(yīng)中心取樣、水力反循環(huán)、高精度受控定向鉆探和液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探等技術(shù)的需要，對巖心鉆探設(shè)備進(jìn)行了重點(diǎn)研究開發(fā)。開發(fā)出了主要用于中心取樣鉆進(jìn)的FD-300型液壓傳動頂驅(qū)式車裝鉆機(jī)和具有不停車倒桿功能的CD-3型地質(zhì)巖心鉆機(jī)。新研制的BW-4400型泥漿泵是為滿足新的鉆探工藝的要求設(shè)計(jì)的。煤炭系統(tǒng)的主要適用于坑道鉆探的MK系列全液壓鉆機(jī)形成了系列。

⑤ 繩索取心鉆探技術(shù)和沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)

進(jìn)入90年代，兩項(xiàng)技術(shù)均有進(jìn)一步的發(fā)展。地礦系統(tǒng)用于固體礦產(chǎn)勘探的S系列，用于坑道內(nèi)鉆探的KS系列繩索取心鉆具已形成完整系列。還推出了鉆具事故處理工具；用于復(fù)雜地層鉆進(jìn)的加重式繩索取心鉆具系統(tǒng)，新型等強(qiáng)度摩擦焊鉆桿和用于土體工程地質(zhì)勘察的繩索取樣鉆具系統(tǒng)。其他單位研制出用于石油鉆探的繩索取心鉆具系統(tǒng)等。我國是目前世界上開發(fā)液動潛孔錘品種和規(guī)格最多的國家。90年代以后，液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)有三方面的進(jìn)展：一是向多領(lǐng)域、多用途方向發(fā)展，如長春科技大學(xué)研制的用于取心的貫通式液動錘；原地礦部勘探技術(shù)研究所研制的用于水井鉆探的YS-273型液動潛孔錘；新星石油公司研制的用于石油鉆探的YSC-178型射流式液動潛孔錘(最大鉆深已達(dá)2400m)；原地礦部勘探技術(shù)研究所研制的用于嵌巖樁施工的ZC-800型液動潛孔錘等。二是探索充分發(fā)揮水擊能量的潛力，提高單次沖擊功、液能利用率和使用中的可靠性，原地礦部勘探技術(shù)研究所近期開發(fā)的YZX液動潛孔錘在中細(xì)花崗巖的鉆進(jìn)試驗(yàn)中，最高時(shí)效達(dá)6.00m/h，平均時(shí)效2.27m/h，從試驗(yàn)情況看，該型潛孔錘已完全達(dá)到體積碎巖的效果。三是對液動潛孔錘的理論研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)，如長春科技大學(xué)開發(fā)出液動錘的微機(jī)模擬****電算程序，取得良好效果。⑥ 電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在探礦工程中的應(yīng)用

中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)研究開發(fā)的鉆探微機(jī)智能監(jiān)測系統(tǒng)可方便快捷地安裝于地質(zhì)鉆探現(xiàn)場，進(jìn)行鉆進(jìn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測。利用系統(tǒng)具有的智能識別孔內(nèi)典型工況，尋找合理的規(guī)程參數(shù)。同時(shí)，還可跟蹤鉆孔軌跡，進(jìn)行中靶預(yù)測。該系統(tǒng)已在國內(nèi)外推廣應(yīng)用近20臺。原地礦部勘探技術(shù)研究所、中裝集團(tuán)技術(shù)中心等對機(jī)械的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)做了大量工作，在實(shí)際運(yùn)用中，設(shè)計(jì)效率提高數(shù)倍，設(shè)計(jì)質(zhì)量也明顯提高。原地礦部探礦工程研究所、長春科技大學(xué)、煤炭科學(xué)研究總院西安分院鉆探所將計(jì)算機(jī)技術(shù)用于金剛石鉆頭的設(shè)計(jì)和制造，建立了數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)。在定向鉆探中，計(jì)算機(jī)用于鉆孔軌跡設(shè)計(jì)與控制以及軸線測算等。

二、固、液、氣體鉆探技術(shù)展望

10余年來，盡管我國的固、液、氣體礦產(chǎn)鉆探技術(shù)取得了重大成績和不少突破，但我國在該領(lǐng)域與發(fā)達(dá)鉆探國家的差距仍然存在。因此，我們還有很多工作要做。首先，已有先進(jìn)鉆探技術(shù)的推廣應(yīng)用和完善是一項(xiàng)十分重要和迫切的工作；其次，繼續(xù)在巖心鉆探的研究開發(fā)方面投入相應(yīng)力量；第三，相關(guān)制造業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏。

綜觀國際上固、液、氣體礦產(chǎn)鉆探發(fā)展趨勢，結(jié)合我國國情，在鉆探技術(shù)發(fā)展上，有以下幾個(gè)方面值得重視：

(1)高效、綜合鉆探技術(shù)的研究開發(fā)。總體目標(biāo)是完善現(xiàn)有鉆探技術(shù)，以進(jìn)一步提高鉆探效率和質(zhì)量，并擴(kuò)展現(xiàn)有鉆探技術(shù)的適應(yīng)能力。在鉆探設(shè)備上，或增大鉆機(jī)功率，強(qiáng)力鉆進(jìn)；或輕便高效且運(yùn)移方便；或鉆機(jī)多功能以適應(yīng)鉆進(jìn)多工藝和工作多用途的要求。如國外鉆探施工的主導(dǎo)型設(shè)備已是全液壓頂驅(qū)式，裝載方式多樣且以履帶式和車載式為主，我國仍是立軸式。鉆機(jī)操作和控制的自動化是國外鉆探業(yè)對設(shè)備的要求，也是我國勘探鉆機(jī)與國外的主要差距之一。要進(jìn)一步完善現(xiàn)有鉆探技術(shù)：受控定向鉆探技術(shù)向高精度、小曲率半徑、無纜隨鉆方向發(fā)展；繩索取心應(yīng)研究輕便型和深孔繩索取心鉆具系統(tǒng)，完善繩索取心鉆進(jìn)配套水平等；沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)繼續(xù)把重點(diǎn)放在液動潛孔錘上，在增加沖擊功的同時(shí)，進(jìn)一步提高其工作可靠性和使用壽命。

(2)深部鉆探技術(shù)的研究。深部勘探鉆進(jìn)也許是增加礦物儲量平衡開發(fā)費(fèi)用的唯一途徑。加之減少淺部礦產(chǎn)和水資源的開發(fā)以保護(hù)生態(tài)環(huán)境和資源，因而深部勘探鉆進(jìn)在鉆探中的比例越來越高。我國深部鉆探開展甚少，如不注意開展這方面的工作，將會加劇國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)發(fā)展與礦產(chǎn)后備資源不足之間的矛盾。2000m以深鉆探關(guān)鍵設(shè)備、器具和鉆探工藝的研究應(yīng)予以重視。對某些成礦模式的地層，在數(shù)百米深的地下坑道或采區(qū)內(nèi)進(jìn)行巖心鉆探可采用小規(guī)格設(shè)備進(jìn)行深部工作，與地表鉆探相比，可節(jié)約鉆探費(fèi)用和時(shí)間。所以應(yīng)研究坑道內(nèi)新的巖心鉆探技術(shù)，鉆進(jìn)深度1000m左右。

(3)海洋及水域鉆探技術(shù)。隨著陸地淺部大部分礦產(chǎn)資源已被探明及部分礦產(chǎn)資源已被開采枯竭，全球資源勘探在轉(zhuǎn)向深部的同時(shí)，也轉(zhuǎn)向海洋和其它水域。我國至今仍無正規(guī)的水域取樣鉆探設(shè)備和完整配套的施工工藝技術(shù)。我國有6000多個(gè)湖泊，海岸線長18000km，這些水域中極為豐富的礦產(chǎn)資源有待勘探開發(fā)。研究內(nèi)容包括：淺海平臺，船上安裝的適合水域鉆探的鉆探設(shè)備，水域鉆探取心取樣技術(shù)及器具，新型洋底及水下沉沒式鉆探和取樣裝置。

(4)計(jì)算機(jī)在探礦工程中的開發(fā)應(yīng)用。鉆探技術(shù)要與高新技術(shù)接軌，并全面提高鉆探技術(shù)的水平，就一定要對計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，以全方位地拉動行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步。主要研究內(nèi)容包括：鉆探工作自動化和智能化，自動化鉆機(jī)，鉆探設(shè)備、器具等的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造，鉆探設(shè)備設(shè)計(jì)及鉆進(jìn)過程控制的專家系統(tǒng)等。

(5)加強(qiáng)對鉆探材料的研究開發(fā)。這方面是國外非常重視的環(huán)節(jié)，我們亦應(yīng)加強(qiáng)這方面的工作，主要是鉆探用超硬材料、鉆井液和管材等。

第二篇：《6. 固體、液體和氣體》教案

《6.固體、液體和氣體》教案

教學(xué)目標(biāo)

一、知識與技能

1、能分別說出固體、液體和氣體的特點(diǎn)。

2、能說出同種物質(zhì)的不同狀態(tài)的各個(gè)特點(diǎn)的差異。

3、能分別舉例說出固體、液體和氣體在生產(chǎn)、生活中的用途。

二、過程與方法

1、能正確地對周圍常見的物體或物質(zhì)進(jìn)行分類。

2、能夠利用感官估測物體的質(zhì)量或體積。

3、能正確使用適當(dāng)?shù)墓ぞ邷y量某一種物體的質(zhì)量或體積。

4、能歸納出固體、液體和氣體的主要特點(diǎn)。

三、情感態(tài)度與價(jià)值觀

1、能設(shè)計(jì)兩種以上的方法測量出不規(guī)則形狀物體的體積。

2、對探究物質(zhì)三態(tài)的問題產(chǎn)生濃厚的興趣。

3、能將本組研究結(jié)果與其他小組交流。

教學(xué)重點(diǎn)

指導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、比較、分類等多種方法探究三種常見物質(zhì)狀態(tài)的特性。

教學(xué)難點(diǎn)

指導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、比較、分類等多種方法探究三種常見物質(zhì)狀態(tài)的特性。

教學(xué)準(zhǔn)備

常見物體的圖片、紙、木塊、棉球、橡皮、硬塑料、小米、豆、沙、天平、放大鏡、記錄表、燒杯、水槽、量筒、酒、果汁、牛奶、蜂蜜、醬油、汽水、水、注射器、水杯、乒乓球、橡皮泥。

教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入新課：

師：今天我們來玩一個(gè)闖關(guān)游戲，闖過一關(guān)發(fā)一個(gè)通行證，闖過四關(guān)將獲得智慧小組榮譽(yù)稱號。你們有信心嗎？

師：（出示百寶箱）這是百寶箱，里面有許多物體，你們能不能對他們進(jìn)行分類，粘貼在響應(yīng)的圈內(nèi)。（畫在黑板上三個(gè)圈）

學(xué)生分類開始，教師進(jìn)行簡單的評議，并對優(yōu)勝者頒發(fā)通行證。

（二）學(xué)習(xí)新課：

1、活動1：研究固體的主要性質(zhì)。

（1）師：第二關(guān)是為什么你們認(rèn)為這些是固體呢？它有哪些性質(zhì)？如果研究過程中有困難可以看一下老師發(fā)給大家的建議卡和記錄表。

（2）學(xué)生研究，教師指導(dǎo)學(xué)生使用天平。

（3）學(xué)生匯報(bào)研究結(jié)果，教師學(xué)生進(jìn)行評議，頒發(fā)通行證。（4）教師小結(jié)：固體有固定的形狀和體積，不易流動，不易被壓縮。

（5）師：第三關(guān)是把小米、豆、沙或木屑混合后，你們怎么能把他們分里出來，看哪個(gè)小組的方法多？

（6）學(xué)生討論，操作，匯報(bào)。（7）教師評議，頒發(fā)通行證。

2、活動2：研究液體的主要性質(zhì)。

（1）師：第四關(guān)是為什么你們認(rèn)為這些是液體呢？它有哪些性質(zhì)？如果研究過程中有困難可以看一下老師發(fā)給大家的建議卡和記錄表。

（2）學(xué)生研究，教師指導(dǎo)學(xué)生怎樣測量液體的體積和質(zhì)量。（3）學(xué)生匯報(bào)研究結(jié)果，教師學(xué)生進(jìn)行評議，頒發(fā)通行證。

（4）教師小結(jié)：液體有固定體積，沒有固定的形狀，易流動，不易被壓縮。（5）師：第五關(guān)是把不同液體混合后，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（6）學(xué)生討論，操作，匯報(bào)。（7）教師評議，頒發(fā)通行證。

3、活動3：比較固體、液體和氣體的性質(zhì)。

（1）師：第六關(guān)是固體、液體和氣體之間有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？（2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，教師進(jìn)行指導(dǎo)。

（3）學(xué)生匯報(bào)，抓住“怎樣區(qū)別固體、液體和氣體”這個(gè)問題進(jìn)行討論。（4）教師進(jìn)行評議，辦法通行證。

（三）鞏固拓展：

1、你們小組都闖過了哪幾關(guān)？了解了哪些知識？

2、老師還有一關(guān)，怎樣測量石塊的體積？

3、頒發(fā)智慧小組證書，祝賀他們闖關(guān)成功。

教學(xué)反思

第三篇：固體礦產(chǎn)勘查技術(shù)復(fù)習(xí)思考題

《固體礦產(chǎn)勘查技術(shù)》復(fù)習(xí)思考題

1、礦產(chǎn)勘查的目的與原則是什么？

2、不同勘查階段為什么任務(wù)要求不同？

3、勘查模型類比意義何在？

4、礦業(yè)權(quán)人為什么必須依法獲得礦業(yè)權(quán)后才能進(jìn)行合法的探礦和采礦活動？

5、地質(zhì)測量的目的和意義何在？

6、重砂測量的原理是什么？

7、重砂測量樣品是如何采集的？

8、不同的勘查階段對勘查工程有何影響？

9、成礦或礦產(chǎn)預(yù)測意義何在？

10、礦產(chǎn)預(yù)測中主要依靠哪些依據(jù)和信息？

11、研究巖漿巖的成礦專屬性的意義何在？

12、礦體地質(zhì)研究的目的與意義？

13、礦體的內(nèi)、外標(biāo)志值是通過哪些手段來研究？

14、如何利用均方差和變化系數(shù)來研究礦體標(biāo)志值？

15、礦床勘查類型劃分的目的意義是什么？

16、勘查工程間距確定的方法——類比法、加密法、稀空法各實(shí)用條件如何？

17、礦體的傾伏角對勘查工程設(shè)計(jì)有什么影響？

18、勘探線、勘探網(wǎng)選擇時(shí)，受哪些因素影響？

19、槽、井、坑、鉆工程探礦各有什么適用條件？選擇時(shí)主要考慮哪些影響因素？

20、鉆探工程設(shè)計(jì)時(shí)需考慮哪些方面的因素？

21、地質(zhì)編錄的目的與意義是什么？

22、刻槽取樣斷面規(guī)格確定的方法有哪些？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

23、化學(xué)分析包括哪些？其目的、意義如何？

24、影響礦石質(zhì)量的因素主要有哪些？礦石質(zhì)量與地質(zhì)勘查工作有什么聯(lián)系？

25、我國新的礦產(chǎn)資源/儲量分類與過去的分類有何異同？

26、邊界品位、工業(yè)品位、臨界品位、經(jīng)濟(jì)品位、邊際品位意義如何？

27、如何確定共（伴）生組分的指標(biāo)？

28、為什么要對特高品位進(jìn)行處理？處理的方法常用的有哪些？

29、資源/儲量計(jì)算方法各有什么優(yōu)、缺點(diǎn)？各種方法的適用條件如何？

30、礦產(chǎn)資源/儲量誤差與精度估計(jì)的意義何在？

31、礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)的目的和意義是什么？

32、不確定性（盈虧平衡點(diǎn)和敏感性）分析在礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)中能解決哪些問題？

2013年4月11日

第四篇：網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)現(xiàn)狀與展望

計(jì)算機(jī)前沿講座論文

《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)現(xiàn)狀與展望》

班級： 計(jì)算機(jī)民本（12-1）

姓名：吐爾遜阿依.達(dá)吾提 學(xué)號： 5011107127 講師： 李鵬 日期： 2011-12-02

塔里木大學(xué)教務(wù)處制

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)現(xiàn)狀與展望

1、引言

安全問題是伴隨人類社會進(jìn)步和發(fā)展而日顯其重要性的。信息技術(shù)革命不僅給人們帶來工作和生活上的方便，同時(shí)也使人們處于一個(gè)更易受到侵犯和攻擊的境地。例如，個(gè)人隱私的保密性就是在信息技術(shù)中使人們面對的最困難的問題之一。在“全球一村”的網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，傳統(tǒng)的物理安全技術(shù)和措施不再足以充分保證信息和系統(tǒng)的安全了。

近年來，世界各國相繼提出自己的信息高速公路計(jì)劃──國家信息基礎(chǔ)設(shè)施NII(National Information Infrastructure)，同時(shí)，建立全球的信息基礎(chǔ)設(shè)施GII(Global Information Infrastructure)也已被提上了議事日程。問題在于，僅從物理通信基礎(chǔ)的角度來看，這種基礎(chǔ)設(shè)施因主要涉及技術(shù)問題而相對容易解決得多。然而，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。以將影響人類未來生活方式的電子商務(wù)應(yīng)用來說，它不僅涉及技術(shù)問題，而且更多地與社會、生活、道德、法律等相關(guān)，更有甚者，有些問題可能是道德和法律都無能為力的，這個(gè)時(shí)侯，人們又想到了技術(shù)，寄期望于技術(shù)能解決一切問題。不幸的是，當(dāng)前的技術(shù)離我們的目標(biāo)還有一定的距離。

在信息技術(shù)領(lǐng)域，信息安全和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全是兩個(gè)相互依賴而又很難分開的問題。保證信息安全的一個(gè)必要條件是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全，而保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全的一個(gè)必要條件也是實(shí)現(xiàn)信息安全。這或許就是此問題是如此之難的原因。如果說兩者有什么基本的共同之處的話，那就是在于兩者的實(shí)現(xiàn)都是通過“存取控制”或“訪問控制”來作為最后一道安全防線(如果不考慮基于審計(jì)或其它信息的攻擊檢測方法的話)。在這道防線之前，自然就是“身份鑒別”或“身份認(rèn)證”。為此，各種“授權(quán)”或“分配”技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了。從根本上說，操作系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫安全和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的基本理論是相通的。由于此問題的復(fù)雜性，以及在當(dāng)前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，在某種意義上說計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全為操作系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)庫安全提供了一個(gè)基礎(chǔ)，在本文中我們主要討論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的問題。

2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全研究的現(xiàn)狀

人類社會發(fā)展歷程中，必須與各種困難作頑強(qiáng)的斗爭。這些困難對他們生存的威脅不僅來自自然災(zāi)害如風(fēng)、雨、雷、電等，還來自野獸或異族的攻擊。在石器時(shí)代，雖然人類可以有了簡單的生產(chǎn)工具甚至武器，但人們對山洞的依賴性可能怎么強(qiáng)調(diào)都不會過分。這個(gè)時(shí)期的身份“鑒別”或“認(rèn)證”技術(shù)可能只需要山洞的看門人認(rèn)識其每一個(gè)成員即可。到了中世紀(jì)，人們不僅可以有金屬制的更為強(qiáng)有力的裝備，同時(shí)也有了更為堅(jiān)固的城堡。這個(gè)時(shí)期的身份“鑒別”或“認(rèn)證”技術(shù)可能需要每一個(gè)成員佩帶一個(gè)特殊的標(biāo)志。在當(dāng)代，人類有了諸如原子彈這種大規(guī)模殺傷性武器的同時(shí)，人們也試圖實(shí)現(xiàn)諸如“太空防御”計(jì)劃這種“反武器”，與此相應(yīng)的是，用于身份“鑒別”或“認(rèn)證”的技術(shù)也從傳統(tǒng)的物理身份發(fā)展到了 1

基于計(jì)算、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)特征的數(shù)字身份。

縱觀整個(gè)人類社會發(fā)展史，可以清楚地看到，安全技術(shù)是“矛”和“盾”的對立統(tǒng)一，兩者相輔相承，相互促進(jìn)。所謂“道高一尺，魔高一丈”，緊接其后的“魔高一尺，道高一丈”，就是當(dāng)前這種相互刺激的寫照。

2.1基于密碼術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全

密碼術(shù)在歷史上對軍事、國防和外交的重要性是不言而喻的，尤其是在第二次世界大戰(zhàn)中，盟軍成功破譯德國和日本密碼系統(tǒng)為早日結(jié)束這埸戰(zhàn)爭起了相當(dāng)大的作用。然而，到那時(shí)為止的密碼術(shù)在很大程度上是一門藝術(shù)而非科學(xué)，它過分依賴于密碼設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性甚至“小聰明”。

在本世紀(jì)30年代，Shannon成功地建立了通信保密系統(tǒng)的數(shù)學(xué)原理，從此，密碼術(shù)的研究開始進(jìn)入一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的時(shí)代。盡管不實(shí)用，畢競?cè)藗兛吹搅舜嬖谕昝辣Ｃ艿拿艽a系統(tǒng)。但真正使密碼術(shù)為廣大民間人士作囑目的里程碑是70年代由IBM最先發(fā)表而由美國國家標(biāo)準(zhǔn)局和商業(yè)部采用的DES(Data Encryption Standard)──這是傳統(tǒng)的對稱密鑰體制的里程碑，以及幾年之后由Diffie和Hellman發(fā)表的基于離散對數(shù)求解困難性的公鑰密碼系統(tǒng)，Rivest、Shamir和Adleman發(fā)表了基于大合數(shù)因子分解困難性的公鑰密碼系統(tǒng)RSA──開創(chuàng)了密碼學(xué)研究的新紀(jì)元。

應(yīng)該注意到，實(shí)用的密碼系統(tǒng)的建立是基于當(dāng)前計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，同時(shí)也是基于計(jì)算機(jī)科學(xué)理論中的計(jì)算復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性研究成果的。由于眾所周知的原因，當(dāng)前的計(jì)算密碼學(xué)成果都是基于尚未證明的假設(shè)即P和NP不是同一個(gè)集合的。而且，由于復(fù)雜性理論研究本身的復(fù)雜性，當(dāng)前的復(fù)雜性成果是基于最壞情形復(fù)雜性而不是平均情形復(fù)雜性的，這又使我們感到了問題的嚴(yán)重性。然而，無論如何可以自慰的是，越來越有理由使我們相信我們所基于的復(fù)雜性假設(shè)是正確的。而且，最近的有關(guān)研究成果表明，人們在基于平均復(fù)雜性的密碼系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)方面有期望會取得突破。當(dāng)前已取得的成果主要是基于傳統(tǒng)的“數(shù)的幾何”這門學(xué)科中的與格有關(guān)的計(jì)算難題而構(gòu)造出來的，基于一個(gè)自然問題的密碼系統(tǒng)還有待進(jìn)一步的工作。

自從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和系統(tǒng)被人們使用一開始，密碼術(shù)就被應(yīng)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)信息的機(jī)密性、完整性，并用于用戶身份的鑒別或認(rèn)證。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)層次，都成功的應(yīng)用過密碼術(shù)。但是，一個(gè)明顯的趨勢是，安全機(jī)制已從傳統(tǒng)的通信子網(wǎng)(如鏈路層或物理層)上升到資源子網(wǎng)(如應(yīng)用層或會話層)。一個(gè)重要的原因是，由于當(dāng)前條件下存在多種異構(gòu)的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。在這方面，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)表的一系列網(wǎng)絡(luò)安全框架起了指導(dǎo)作用。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的一個(gè)典型特征是，先有應(yīng)用或平臺后有標(biāo)準(zhǔn)，這種市場驅(qū)動帶來的一個(gè)直接結(jié)果是，各層都有相應(yīng)的安全機(jī)制。下面我們將從協(xié)議棧的低層到高層分別介紹已有的安全機(jī)制。由于TCP/IP已成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在以下的討論中，我們基于TCP/IP協(xié)議棧而不是ISO/OSI的標(biāo)準(zhǔn)的七層模式。

2.1.1網(wǎng)絡(luò)層安全機(jī)制

安全的IP層已成為網(wǎng)絡(luò)安全研究中的重點(diǎn)之一。安全的IP層應(yīng)該提供報(bào)文鑒別機(jī)制以實(shí)現(xiàn)信息完整性，提供數(shù)據(jù)加密機(jī)制以實(shí)現(xiàn)信息的機(jī)密性，還要提供路由加密機(jī)制來對付通信量分析的攻擊。關(guān)于IP層的數(shù)據(jù)完整性(通過MD5報(bào)文摘要算法實(shí)現(xiàn))機(jī)制和數(shù)據(jù)機(jī)密性(通過對稱的或非對稱的密碼算法實(shí)現(xiàn))機(jī)制實(shí)現(xiàn)已在RFC 1826和RFC 1825中討論，該兩份文檔基本上給出了一個(gè)可行的方案。在RFC 1826中定義了鑒別頭AH(Authentication Header)來實(shí)現(xiàn)報(bào)文完整性，在RFC 1825中定義了封裝安全載荷頭ESP(Encapsulation Security Payload)來實(shí)現(xiàn)報(bào)文機(jī)密性。

IP的功能和實(shí)現(xiàn)決定了通信量分析攻擊是IP網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)固有的脆弱點(diǎn)，因?yàn)镮P數(shù)據(jù)分組中的路由信息對攻擊方是可讀的。通信量分析指攻擊方通過分析協(xié)議實(shí)體間報(bào)文頻率、長度等信息，并據(jù)此推斷出有用信息。為了對付通信量分析的攻擊，一種最簡單的方法即所謂的通信量填充機(jī)制，但這種方法顯然會浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬，更進(jìn)一步，這種方法僅能用于當(dāng)某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信量突然減少時(shí)這種情況。如果與此相反，通信量填充就無能為力了。

我們已有工作成果表明，不僅在鏈路層或物理層實(shí)現(xiàn)抗通信量分析攻擊,而且可在IP層本身解決此問題。有關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)就不在這里介紹了。有趣的是，網(wǎng)絡(luò)層防火墻的有效性也依賴于IP層的安全性。

2.1.2 會話層安全機(jī)制

到目前為止最引人注目的會話層安全機(jī)制是Netscape公司提出的安全套接字層SSL(Secure Socket Layer)。SSL提供位于TCP層之上的安全服務(wù)。它使用的安全機(jī)制包括通過對稱密碼算法和非對稱密碼算法來實(shí)現(xiàn)機(jī)密性、完整性、身份鑒別或認(rèn)證。SSL已用于瀏覽器和004km.cnmunication Technology)。

2.1.3 應(yīng)用層安全機(jī)制

在人們注重于會話層安全機(jī)制的同時(shí)，應(yīng)用層安全機(jī)制也受到了同樣的重視。從類似于電子商務(wù)這種應(yīng)用的角度出發(fā)，已提出了兩種實(shí)用的應(yīng)用。就安全電子郵件而言，因特網(wǎng)工程任務(wù)組IETF(Internet Engineering Task Force)在1993年提出了加強(qiáng)保密的電子郵件方案PEM(Privacy-Enhanced Mail)。但是，由于多種原因，該方案并未得到廣泛支持。后來，由于RSA數(shù)據(jù)安全公司的介入，在1995年提出了S/MIME協(xié)議(Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions)。從World-Wide Web角度來看，人們提出了三種安全的HTTP協(xié)議或協(xié)議簇。第一個(gè)是HTTPS，它事實(shí)上就是基于SSL來實(shí)現(xiàn)安全的HTTP。第二個(gè)是SHTTP(Secure HTTP)，是CommerceNet在1994年提出的，其最初的目的是用于電子商務(wù)。該協(xié)議后來也提交給了因特網(wǎng)工程任務(wù)組IETF的WEB事務(wù)安全工作組討論。象SSL一樣，SHTTP提供了數(shù)據(jù)機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性和身份鑒別或認(rèn)證服務(wù)。二者的不同之處在于，SHTTP是HTTP的一個(gè)擴(kuò)展，它把安全機(jī)制嵌入到HTTP中。顯然，由于SHTTP較之SSL更面向應(yīng)用，3

因此實(shí)現(xiàn)起來要復(fù)雜一些。在早期，各廠商一般只選擇支持上述兩個(gè)協(xié)議之一，但現(xiàn)在許多廠商對兩者都支持。第三個(gè)是安全電子交易(Secure Electronic Transaction)SET。這是一個(gè)龐大的協(xié)議，它主要涉及電子商務(wù)中的支付處理。它不僅定義了電子支付協(xié)議，還定義了證書管理過程。SET是由Visa和MasterCard共同提出的。

2.1.4基于密碼術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)

綜合本節(jié)的討論，我們可以從下圖中看出當(dāng)前已提出和實(shí)現(xiàn)的在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)各層實(shí)現(xiàn)的安全機(jī)制。

2.2 基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的網(wǎng)絡(luò)安全

我們認(rèn)為，基于密碼術(shù)的安全機(jī)制不能完全解決網(wǎng)絡(luò)中的安全問題的一個(gè)主要原因在于，盡管密碼算法的安全強(qiáng)度是很強(qiáng)的，但當(dāng)前的軟件技術(shù)不足以證明任一個(gè)軟件恰好實(shí)現(xiàn)的是該軟件的規(guī)格說明所需要的功能。由于象操作系統(tǒng)這種核心的系統(tǒng)軟件的正確性也不能形式地證明，因此不能保證任何重要的軟件中沒有安全漏洞。事實(shí)告訴我們，那些被黑客們發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)軟件中的安全漏洞恰好成了他們使用的攻擊點(diǎn)。在本節(jié)中我們不討論這種原因?qū)е碌陌踩珕栴}。這種安全漏洞或許只有等到形式的軟件開發(fā)和正確性證明技術(shù)取得突破后，才能得到很好地解決。

基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制方面，主要是防火墻技術(shù)。常用的主要有網(wǎng)絡(luò)層防火墻和應(yīng)用層防火墻兩種。

目前常用的網(wǎng)絡(luò)層防火墻主要工作在IP層，通過分析IP包頭來決定允許或禁止某個(gè)信息包通過該防火墻，如路由器過濾就是一種最常見的類型。

應(yīng)用層防火墻是主要是通過應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)或服務(wù)代理來實(shí)現(xiàn)的。即當(dāng)來自內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的請求到達(dá)應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)時(shí)，它代理內(nèi)部主機(jī)與外部公共網(wǎng)上的服務(wù)器建立連接，進(jìn)而轉(zhuǎn)發(fā)來自外部服務(wù)器的請求響應(yīng)。這種代理對內(nèi)部主機(jī)來說可以是透明的，對外部服務(wù)器來說也可以是透明的。

由于目前已有許多介紹防火墻的文章，本文不擬介紹有關(guān)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

2.3 問題

盡管到目前為止人們已實(shí)現(xiàn)了許多安全機(jī)制，但安全問題仍然倍受懷疑和關(guān)注。事實(shí)上，象電子商務(wù)這種應(yīng)用是否會得到充分的推廣，將在很大程度上取決于人們對網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制的信心。雖然目前有關(guān)計(jì)算機(jī)犯罪中，非技術(shù)因素導(dǎo)致的損失大于技術(shù)因素(如黑客或密碼分析)的損失，但對于安全技術(shù)和機(jī)制的要求將越來越高。這種需求將不僅驅(qū)動理論研究的進(jìn)展，還必將促進(jìn)實(shí)際安全產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展。

3.展望

對網(wǎng)絡(luò)安全本質(zhì)的認(rèn)識卻還處于一個(gè)相當(dāng)原始的階段，其表現(xiàn)形式是基于密碼術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全和基于防火墻的網(wǎng)絡(luò)安全尚不能完美地結(jié)合成一種更加有效的安全機(jī)制。我們期望，如果能夠提出一個(gè)合理的數(shù)學(xué)模型，將會對網(wǎng)絡(luò)安全的研究和可實(shí)際應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的開發(fā) 4

起非常大的促進(jìn)作用。

從實(shí)用的角度出發(fā)，目前人們已提出了一些基于人工智能的網(wǎng)絡(luò)安全檢測專家系統(tǒng)。這方面，SRI(Stanford Research Institute)和Purdue大學(xué)已做了許多工作。同時(shí)，基于主動網(wǎng)絡(luò)安全檢測的安全系統(tǒng)的研究也已起步，在這方面，Internet Security Systems也已有一些產(chǎn)品問世。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：《固體與液體 形成認(rèn)識》教案

《固體與液體 形成認(rèn)識》教案

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

1、能夠自己建構(gòu)出固體的概念

2、通過學(xué)生討論能夠比較出兩種固體的相似點(diǎn)與不同點(diǎn)。

（二）過程與方法

1、通過觀察、實(shí)驗(yàn)、討論等多種方法認(rèn)識固體和液體，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

2、能運(yùn)用多種方法將觀察到的現(xiàn)象表述出來。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

1、體驗(yàn)合作探究活動的樂趣，樹立互助協(xié)作、愿意探究的精神。

2、愿意參與，體驗(yàn)合作學(xué)習(xí)。

二、教學(xué)重點(diǎn)

分出哪些固體可堆疊，哪些固體可滾動。

三、教學(xué)難點(diǎn)

建構(gòu)固體和液體概念。

四、課時(shí)安排

1課時(shí)

五、教學(xué)準(zhǔn)備

11種固體：彈力球、鋁鑰匙、一角硬幣、兩個(gè)象棋、塑料杯、軟木塞、蠟燭、瓷勺、橡皮、兩個(gè)玻璃球、石頭，一袋水，一個(gè)氣球，酸奶盒當(dāng)實(shí)驗(yàn)盒子。

六、教學(xué)過程

新課導(dǎo)入：

一、師出示幾種不同狀態(tài)的物體請生辨認(rèn) 1．引導(dǎo)觀察。（激發(fā)學(xué)習(xí)興趣）新課講解：

活動：“給物體分類” 1．觀察課本插圖。

2．對圖中的物體和教師出示的物體分類。3．舉出更多固體、液體和氣體?；顒樱骸把芯抗腆w的主要性質(zhì)”

1．制定研究計(jì)劃。（明確分工、認(rèn)真觀測、及時(shí)記錄）2．說說注意事項(xiàng)。

3．分組研究幾種固體的主要性質(zhì)。

4．記錄固體主要性質(zhì)。（完成課本上的表格）

5．分組匯報(bào)，交流。（說說用到哪些測量工具，如何測量）生：（觀察）活動：“混合、分離固體”

1．混合黃豆、小米、沙等固體，再想辦法將他們分離。2．討論：所有的固體都有形狀和體積嗎？ 3．交流：將分離物體的方法和理由與同學(xué)交流。活動：“研究液體的主要性質(zhì)”

1．分組按研究固體的方法研究液體的主要性質(zhì)。2．各組互相交流、匯報(bào)。活動：“混合不同液體”

1．猜想混合不同液體后會出現(xiàn)的現(xiàn)象。2．試著混合不同的液體，記錄觀察到的現(xiàn)象?；顒樱骸氨容^固體、液體和氣體的性質(zhì)” 1．準(zhǔn)備典型的固體、氣體和液體。2．通過式樣比較它們的不同。3．考慮怎樣區(qū)別固體、液體和氣體。