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2016年 第37卷 第10期 刊出日期：2016-10-25

2016年 第37卷 第10期
刊出日期：2016-10-25

  

学术论文

确定性信号分解与平稳随机信号分解的统一研究

王宏禹,邱天爽

2016, 37(10):  1-8.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016189

摘要 ( 450 )   在线阅读 ( 2 )   PDF下载 (1334KB) ( 962 )   可视化   

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对确定性信号分解与平稳随机信号分解进行了深入统一的研究。首先根据线性系统稳定性理论，分别给出正则稳定情况下与边界稳定情况下2种信号分解的统一研究结果。然后根据线性空间投影理论，分别给出正交投影情况下与自投影情况下2种信号分解的统一研究结果。前一种研究明确具体且物理意义清晰，后一种研究数学意义与几何意义清晰，将两者合在一起研究，相得益彰。

基于节点属性与正文内容的海量Web信息抽取方法

王海艳,曹攀

2016, 37(10):  9-17.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016190

摘要 ( 449 )   在线阅读 ( 4 )   PDF下载 (531KB) ( 830 )   可视化   

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为解决大数据场景下从海量Web页面中抽取有价值的信息，提出了一种基于节点属性与正文内容的海量Web信息抽取方法。将Web页面转化为DOM树表示，并提出剪枝与融合算法，对DOM树进行简化；定义DOM树节点的密度和视觉属性，根据属性值对Web页面内容进行预处理；引入MapReduce计算框架，实现海量Web信息的并行化抽取。仿真实验结果表明，提出的海量Web信息抽取方法不仅具有更好的性能，还具备较好的系统可扩展性。

高效的可撤销群签名方案

仲红,黄丛林,许艳,崔杰

2016, 37(10):  18-24.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016191

摘要 ( 568 )   在线阅读 ( 13 )   PDF下载 (1303KB) ( 1001 )   可视化   

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将子集覆盖框架与Camenisch-Stadler方案相结合，实现群成员的加入和撤销，且无需改变其他成员私钥，实现高效的签名验证效率。同时，在成员注册时增加一个知识签名，实现防联合攻击。分析表明，方案满足匿名性和抗联合攻击、伪造攻击和权威陷害攻击，并具有非关联性。效率方面，仅略增加群成员证书长度，达到常数级的签名和验证开销。

基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由算法

杨力,孙晶,潘成胜,邹启杰

2016, 37(10):  25-32.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016192

摘要 ( 461 )   在线阅读 ( 13 )   PDF下载 (1026KB) ( 1142 )   可视化   

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针对低轨（LEO,low earth orbit）卫星网络中，链路资源利用不均衡以及差异化业务的服务质量(QoS,quality of service)要求难以满足，容易导致网络整体运行效率降低的问题，提出了一种基于多目标决策的路由算法。将LEO卫星网络传输的业务定义为时延敏感、带宽敏感和可靠性敏感3类，采用本征向量法计算业务权值，并利用一致性比率判定所得权值可被接受，进一步，基于多目标决策理论，结合卫星网络节点与链路的实际状态与业务的具体要求，计算满足业务QoS需求的路径，从而实现LEO卫星网络的多目标动态优化路由。建立基于铱星网络系统的仿真实验平台，模拟网络时延、剩余带宽和误分组率等不确定特征，为随机产生的3类业务进行路由规划，仿真结果表明，算法在满足QoS约束的同时，能有效地均衡卫星链路的业务负载，而且在吞吐量等方面的性能均有较明显提升。

线性离散一致性系统均方偏差上界

窦全胜,厉玉蓉,姜平

2016, 37(10):  33-39.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016193

摘要 ( 303 )   在线阅读 ( 3 )   PDF下载 (1247KB) ( 480 )   可视化   

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一致性问题是多智能体协同控制的基础，有广泛的应用背景。之前的研究已经给出了线性一致性协议实现均方一致的充分条件，在此基础上，对线性离散均方一致性问题进行了更加深入的讨论，以图论和随机分析为基础，进一步给出并严格证明线性离散均方一致性问题噪声偏差的上界，同时以4种不同的网络拓扑为例，对所提理论结果进行了说明。结论将为线性离散一致性系统的噪声估计和控制提供理论依据。

基于亲和传播的动态社会网络影响力扩散模型

陈云芳,夏涛,张伟,李晋

2016, 37(10):  40-47.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016194

摘要 ( 391 )   在线阅读 ( 6 )   PDF下载 (797KB) ( 717 )   可视化   

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影响力最大化模型研究是近来社会网络的一个热点问题，然而传统的独立级联模型以静态网络中为基础，且激活概率一般设定为固定值。提出一种加入衰减因数的动态社会网络影响力扩散模型—DDIC 模型，其采用亲和传播来计算节点之间的激活概率，依据时间片对社会网络进行动态切分，使激活概率在不同时间片中实现了有效关联。实验结果表明DDIC模型中种子节点有更多机会激活它的邻居节点，且采用亲和传播计算出的影响力值能更准确地体现DDIC模型的传播过程。

Wi-Fi设备间节能通信抗频偏数据分组检测

杨帆,梁溪,龙柯宇,蒋李

2016, 37(10):  48-55.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016195

摘要 ( 347 )   在线阅读 ( 6 )   PDF下载 (1368KB) ( 573 )   可视化   

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提出了一种基于Wi-Fi接口的数据分组检测算法，它在OFDM符号同步定时度量函数中采用一种新型归一化因子作为分母，与传统方法相比，该算法不仅有较高的检测概率，而且阈值的设置无需预先估计频偏。理论分析和仿真结果表明，在AWGN信道中，提出的算法使数据分组检测阈值设置更为灵活。此外，在多径Rayleigh衰落信道下，阈值可以直接根据相应AWGN信道的情形进行设置。

基于多项式一致逼近的多阈值图像分割算法

卫颜俊,冯博琴,伍卫国

2016, 37(10):  56-64.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016196

摘要 ( 383 )   在线阅读 ( 5 )   PDF下载 (2107KB) ( 712 )   可视化   

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针对传统多阈值图像分割算法的计算复杂性，以及由图像直方图中毛刺的干扰带来的算法不稳定等缺点，提出一种基于伯恩斯坦多项式一致逼近的多阈值图像分割算法。首先根据逼近论中的威尔斯托拉斯定理构造图像直方图曲线的伯恩斯坦多项式，然后将图像直方图的峰谷值计算问题化简为伯恩斯坦多项式的极值问题，该极值问题可由伯恩斯坦多项式函数的一次、二次微分导出，最后依据这些极值和极性应用分类算法自动标注图像直方图的实际峰谷值，由此完成基于多阈值的图像分割。实验结果表明所提算法不受直方图中毛刺的干扰，算法整体稳定，冗余计算少，时间复杂度小，用时少，效率高，逼近性能和分割效果更好。

面向云存储容错系统的RS再生码

鄢喜爱,张大方,杨金民,张波云

2016, 37(10):  65-74.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016197

摘要 ( 424 )   在线阅读 ( 11 )   PDF下载 (1538KB) ( 1173 )   可视化   

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面向云存储容错系统提出了一种 RS 再生纠删码，该编码继承了 RS 编码容多错的可靠性，又能实现容三错的高效性。对RS再生码中单节点故障混合修复方法进行了介绍，并求出了混合修复时磁盘读取数的理论下界。从理论上对RS再生码的存储开销、译码效率、修复带宽进行了性能评估。实验结果表明，RS再生纠删码比同类纠删码的修复性能有较大的提升，特别是采用混合修复算法以后，系统单故障恢复时间下降20.8%~28.2%。

基于${\mathcal{l}}_1$稀疏正则化的信源个数估计新算法

金芳晓,邱天爽,王鹏,夏楠,李景春

2016, 37(10):  75-80.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016198

摘要 ( 294 )   在线阅读 ( 0 )   PDF下载 (980KB) ( 903 )   可视化   

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针对现有信号源个数估计相关算法在低信噪比和较少快拍数下存在欠估计的问题，提出一种适用于空间平稳噪声下基于e₁稀疏正则化的信源个数估计新算法。该算法利用信号协方差矩阵特征值分解得到的特征值序列的稀疏性，选取合适的正则化参数对信号源个数进行估计。理论分析和仿真实验表明，所提算法可以在较低信噪比的空间平稳噪声条件下，实现对较少快拍数下阵列接收数据信源个数的精确估计。

改进的朴素贝叶斯增量算法研究

曾谁飞,张笑燕,杜晓峰,陆天波

2016, 37(10):  81-91.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016199

摘要 ( 507 )   在线阅读 ( 10 )   PDF下载 (999KB) ( 1661 )   可视化   

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提出了一种新增特征的朴素贝叶斯增量算法。在无标注语料增量样本的选择上，借助传统的类置信度阈值，构建一个最小后验概率作为样本选择的双阈值，当识别到增量语料中有新的特征时，会将该特征加入到特征空间，并对分类器进行相应的更新，发现对类置信度阈值起到很好的补充作用，最后利用了无标注和有标注语料验证所提算法。实验结果表明，改进的朴素贝叶斯增量算法较传统增量算法表现出了更优的增量学习效果。

一类布尔函数的代数免疫度的下界

田叶,张玉清,胡予濮,伍高飞

2016, 37(10):  92-98.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016200

摘要 ( 362 )   在线阅读 ( 5 )   PDF下载 (1426KB) ( 623 )   可视化   

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代数免疫度是衡量布尔函数抵抗代数攻击的重要指标。最近，Mesnager等研究了布尔函数的零化子与函数所对应循环码最小距离之间的联系，代数免疫度的下界可以由对应的循环码的最小距离得到。解决了Mesnager提出的一个公开问题，给出了一类特定函数的零化子次数的下界，并得到一类布尔函数的代数免疫度的下界。

混沌相空间转动同步及判别切换保密通信的研究

孙广明,黄金杰

2016, 37(10):  99-107.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016201

摘要 ( 421 )   在线阅读 ( 2 )   PDF下载 (1940KB) ( 854 )   可视化   

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研究了一个新的混沌动力系统，进行了动力学分析，通过对平衡点、Lyapunov 指数、Lyapunov 维数和Poincare截面的研究，证实了系统的混沌行为。对混沌系统的相空间Z轴转动进行了研究，引入了转动矩阵，建立了相空间内的Z轴转动模型，并进行了混沌系统空间转动同步研究。利用上述研究成果，提出了混沌判别切换保密通信系统的方案，适合应用于信息安全通信中。

基于信道拥塞代价计算的车联网自适应消息发送速率控制方法

刘明剑,谭国真,李帅兵,丁男,宋彩霞

2016, 37(10):  108-116.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016202

摘要 ( 360 )   在线阅读 ( 3 )   PDF下载 (870KB) ( 1263 )   可视化   

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在VANET中，车流量密度的变化以及Beacon消息的发送对信道负载具有直接影响，车流量达到一定程度时会造成信道拥塞，导致协作式安全应用失效。针对该问题，设计了一个基于信道拥塞检测的自适应消息发送速率控制方法。首先，建立一个能精确反映当前信道状态的干扰模型；其次，根据香农信息理论和网络效用最大化理论计算出当前节点在物理层的最优发送速率；最后通过对消息队列的实时监控，根据传输速率的不匹配和传输队列长度的不匹配建立下一时刻信道拥塞程度的代价函数，来自适应调整下一时刻的消息产生率，避免信道拥塞和队列溢出。通过仿真实验表明，该方案以较低的计算时间开销，有效减少通信传输延时，避免信道拥塞，保证数据的可靠发送。

支持身份认证的数据持有性证明方案

李昊星,李凤华,宋承根,阎亚龙

2016, 37(10):  117-127.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016203

摘要 ( 449 )   在线阅读 ( 3 )   PDF下载 (1686KB) ( 622 )   可视化   

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针对云应用场景中身份认证和数据持有性证明的双重需求，提出一种支持身份认证的数据持有性证明方案。基于数据标签签名和随机数复用，新方案通过3次交互即可实现用户对云持有数据的完整性验证、用户与云服务器之间的双向身份认证以及会话密钥协商与确认。与使用认证密钥协商和数据持有性证明的组合方案相比，新方案具有较少的运算量和交互轮次以及可证明的安全性。在随机预言机模型下，基于计算性 Diffie-Hellman 问题假设，给出方案的安全性证明。

多单元散列表与TCAM结合的OpenFlow流表查找方法

李春强,董永强,吴国新

2016, 37(10):  128-140.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016204

摘要 ( 539 )   在线阅读 ( 11 )   PDF下载 (1015KB) ( 904 )   可视化   

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在OpenFlow网络中，交换机通过标准化的接口接受基于流的规则，执行基于流的报文处理。流表的查找是OpenFlow交换机的核心功能，TCAM以其优异的性能广泛用于OpenFlow流表的查找，然而基于TCAM的OpenFlow流表查找具有较高的成本与能耗。为了降低流表查找的成本与能耗，提出了多单元散列表与TCAM结合的OpenFlow流表存储与查找的方法。通过理论分析与仿真测试，给出了查找结构成本优化后的散列表、TCAM的容量配置；在该配置下，Hash-TCAM流表查找结构比单纯使用TCAM的方案节约90%以上的成本，有效降低了能耗，同时保持了相近的查找性能。

单通道邻频数字调制混合信号的载波初相估计

杨勇,郭一鸣,王海昕,彭华,张冬玲

2016, 37(10):  141-148.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016205

摘要 ( 295 )   在线阅读 ( 0 )   PDF下载 (1289KB) ( 670 )   可视化   

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在非合作卫星通信中，针对具有固定帧长和固定帧同步序列的单通道混合信号，根据源信号间的参数差异给出一种同时适用于低阶和高阶混合信号的载波初相估计算法。算法先对去频偏后的帧同步数据以帧长为间隔进行累加，进而根据功率最大化准则对累加结果做定时同步，从而实现对初相信息的提取。为便于比较，同时推导了单通道混合信号载波初相估计的修正克拉美罗界（MCRB,modified Cramer-Rao bound）。仿真结果表明，随着累加帧数的增加，初相估计性能逐渐接近MCRB。

HTML5应用程序缓存中毒攻击研究

贾岩,王鹤,吕少卿,张玉清

2016, 37(10):  149-157.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016206

摘要 ( 417 )   在线阅读 ( 4 )   PDF下载 (778KB) ( 1196 )   可视化   

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HTML5应用程序缓存使浏览器可以离线地访问Web应用，同时也产生了新的缓存中毒攻击手段。首先，对应用程序缓存中毒攻击的原理及危害进行了分析，然后针对使用应用程序缓存的站点，首次提出了 2 次替换manifest文件的新式缓存中毒攻击方法RFTM。在RFTM攻击中，服务器端不会收到客户端发送的异常HTTP请求，故对服务器进行配置无法防范，攻击更具隐蔽性。最后设计了一套能有效防止此类攻击的应用层轻量级签名防御方案Sec-Cache。实验表明Sec-Cache防御方案能够有效地防御RFTM攻击，并有良好的性能与兼容性。

综述

内容共享网络中的关键问题

鲁强,刘波,胡华平

2016, 37(10):  158-171.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016207

摘要 ( 280 )   在线阅读 ( 3 )   PDF下载 (637KB) ( 820 )   可视化   

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作为文件、信息和资源等联网内容的共享平台，内容共享网络在互联网中具有十分广泛的分布。随着网络技术的快速发展和深入应用，特别是对等网络的兴起与流行，极大地方便了人们通过网络分享各种内容。然而，大量的恶意文件、欺诈信息和间谍软件等不良内容蜂拥而入，对内容共享网络构成了日益严重的安全威胁。结合内容共享网络的发展与研究现状，从网络安全的视角对其概念内涵、类型划分、重要技术和发展与研究趋势等关键问题进行了综述。

学术通信

基于历史数据的异常域名检测算法

袁福祥,刘粉林,芦斌,巩道福

2016, 37(10):  172-180.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016208

摘要 ( 454 )   在线阅读 ( 10 )   PDF下载 (851KB) ( 1237 )   可视化   

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提出一种基于域名历史数据的异常域名检测算法。该算法基于合法域名与恶意域名历史数据的统计差异，将域名已生存时间、whois信息变更、whois信息完整度、域名IP变更、同IP地址域名和域名TTL值等作为主要参量，给出了具体的分类特征表示；在此基础上，构建了用于异常域名检测的 SVM 分类器。特征分析和实验结果表明，算法对未知域名具有较高的检测正确率，尤其适合对生存时间较长的恶意域名进行检测。

基于FPGA WSN轮询接入控制协议的研究

刘龙军,丁洪伟,柳虔林,刘正纲

2016, 37(10):  181-187.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016209

摘要 ( 433 )   在线阅读 ( 9 )   PDF下载 (1404KB) ( 799 )   可视化   

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媒体接入控制（MAC）协议是连接物理链路和网络层直接的纽带，是保证网络高效通信的关键协议之一。根据无线传感器网络汇聚节点的工作特性，首次以FPGA（field programmable gate array）对轮询机制的接入控制协议进行了设计和实现。该设计充分利用FPGA的灵活性和可重构性的特点，采用硬件描述语言Verilog HDL和原理图相结合的方法，使用QuartusⅡ8.0进行综合和布线，在DE2开发板上进行测试。该设计具有实时性好、可靠性高、可移植性强等特点，能够有效减小传输时延，提高总线利用率。可广泛应用于无线传感器网络、软件无线电网络、ad hoc网络、军用综合业务网络、移动通信网络、物联网等领域。

基于因果知识网络的攻击路径预测方法

王硕,汤光明,寇广,宋海涛

2016, 37(10):  188-198.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016210

摘要 ( 607 )   在线阅读 ( 26 )   PDF下载 (904KB) ( 2060 )   可视化   

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针对现有攻击路径预测方法无法准确反映攻击者攻击能力对后续攻击路径的影响，提出了基于因果知识网络的攻击路径预测方法。借助因果知识网络，首先通过告警映射识别已发生的攻击行为；然后分析推断攻击者能力等级，进而根据攻击者能力等级动态调整概率知识分布；最后利用改进的Dijkstra算法计算出最有可能的攻击路径。实验结果表明，该方法符合网络对抗实际环境，且能提高攻击路径预测的准确度。