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    学术论文
    面向车联网高效安全的消息认证方案
    吴黎兵,谢永,张宇波
    2016, 37(11):  1-10.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016211
    摘要 ( 388 )   HTML ( 1 )   PDF (1424KB) ( 498 )  
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    提出一种新型高效的基于身份的消息认证方案,该方案采用椭圆曲线密码构建了轻量级的安全认证协议,无需双线性对运算,降低了签名与认证过程的运算复杂性,同时提供了条件隐私保护的功能,安全分析验证了该方案可以满足VANET的安全需求。性能分析表明,与最近的相关方案相比,该方案不仅减少了签名与验证的计算开销,同时也降低了通信开销。

    基于匿名化流表的网络数据分组实时匿名方法
    韩春静,葛敬国,谢高岗,李亮雄,李佟,刘韵洁
    2016, 37(11):  11-22.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016214
    摘要 ( 230 )   HTML ( 0 )   PDF (570KB) ( 329 )  
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    提出了基于匿名化流表的网络数据分组实时匿名方法(Fad-Pan,online trace anonymization based on the anonymous flow table),主要研究Fad-Pan算法以及研发基于DPDK的Fad-Pan原型系统。实验结果表明,Fad-Pan算法比已有的方法在匿名化速度上提高了20倍以上,单个普通服务器可以实时处理万兆链路的IPv4和IPv6流量数据。

    基于动态自适应离散粒子群算法的3D NoC低功耗映射方法
    刘勤让,戴启华,沈剑良,赵博
    2016, 37(11):  23-30.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016215
    摘要 ( 181 )   HTML ( 0 )   PDF (993KB) ( 229 )  
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    相对于2D NoC,3D NoC具有更好的集成度和系统性能,是解决低功耗映射的一个可靠途径。在传统粒子群算法(PSOA, particle swarm optimization algorithm)的基础上,提出了一种动态自适应离散粒子群算法(DADPSOA, dynamic adaptive discrete particle swarm optimization algorithm)。该算法基于早熟收敛程度和个体适应度值变化动态调整参数ω,不断靠近最优解;同时对粒子进行合理的解构造,减小了算法时间复杂度。仿真结果表明,与随机映射、遗传算法(GA, genetic algorithm)、PSOA和动态蚁群算法(DACA, dynamic ant colony algorithm)相比,DADPSOA可以缩短执行时间,减小映射结果通信功耗;在面向任务图映射的时候,其通信功耗下降。

    面向移动社交网络内容分享的位置隐私保护方法
    李超,殷丽华,耿魁,方滨兴
    2016, 37(11):  31-41.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016212
    摘要 ( 257 )   HTML ( 0 )   PDF (821KB) ( 341 )  
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    针对移动社交网络内容分享中内容参与者的位置信息泄露问题,提出一种面向内容分享的位置隐私访问控制模型,细粒度控制分享内容中所涉及用户的敏感位置信息的访问,设计一种针对位置隐私设置的k-匿名算法,保证设置的敏感位置信息在内容分享服务提供商的服务器端不被推测,给出一种基于位置敏感度的位置偏移算法,以平衡隐私与服务质量。最后通过仿真实验验证该方法的有效性。

    高稳定被动群集车联网连通性研究
    邱恭安,包志华,章国安,张士兵
    2016, 37(11):  42-48.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016218
    摘要 ( 165 )   HTML ( 0 )   PDF (775KB) ( 255 )  
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    提出了基于车辆相对运动速度的车联网被动群集车间通信模型,通过选择平均相对速度和邻居节点数作为输入参数,应用模糊逻辑推举群首,建立高稳定性车节点群集,推导了群集模型的存活时间函数。交通安全消息在车间通过群内广播和群间中继进行传播,针对群内链路连通性,推导了群内节点连通概率与车辆分布密度间的关系。针对群间路径连通性,推导了群间连通概率与群间间距、车辆分布密度间的关系。最后,在满足车辆分布密度前提下计算仿真结果,验证了理论分析结论的合理性,分析结论为高速交通安全消息的车间传播机制应用提供理论参考。

    动态自适应访问控制模型
    史国振,王豪杰,慈云飞,叶思水,郭云川
    2016, 37(11):  49-56.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016220
    摘要 ( 338 )   HTML ( 1 )   PDF (858KB) ( 354 )  
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    随着云计算技术、智慧城市及移动办公的发展和移动智能设备的出现,资源所处的网络环境越来越复杂,传统的访问控制模型已很难满足多样化的访问控制条件以及访问控制策略动态自适应调整的需求。以基于行为的访问控制模型为基础,结合资源生命周期管理,提出了一种动态自适应访问控制模型。该模型以资源生命周期为中心,充分考虑资源的生命周期阶段及其访问控制策略的关联性和动态性,使资源访问控制策略能够随着资源生命周期所处阶段的变化而自动变化,提高了访问控制的灵活性和复杂网络环境下的适用性;模型加入用户访问行为历史管理功能,考虑用户的历史访问行为,进一步约束主体的访问能力,提高模型适应开放的网络环境的能力。最后,在通用访问控制系统和云访问控制系统中对该模型进行了实现和验证。

    正则化流形信息极端学习机
    刘德山,楚永贺,闫德勤
    2016, 37(11):  57-67.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016213
    摘要 ( 196 )   HTML ( 1 )   PDF (1220KB) ( 236 )  
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    基于流形学习的思想和理论方法,提出刻画流形信息的正则化的极端学习机(MELM)算法。该算法利用流形信息刻画数据的几何结构和判别信息,克服 ELM 在有限样本上学习不充分的问题;能够有效提取数据样本的判别信息避免数据样本信息重叠;利用最大边际准则有效解决类间散度矩阵和类内散度矩阵的奇异问题。为验证所提方法的有效性,实验使用普遍应用的图像数据,将 MELM 与 ELM 以及相关最新算法 RAFELM、GELM进行识别率和计算效率的对比。实验结果表明,该算法能够显著提高 ELM 的分类准确率和泛化能力,并且优于其他相关算法。

    26GHz室内毫米波人体阻挡衰减特性研究
    耿绥燕,李杏,王琦,王光波,王蒙军,孙韶辉,洪伟,赵雄文
    2016, 37(11):  68-73.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016227
    摘要 ( 197 )   HTML ( 0 )   PDF (886KB) ( 175 )  
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    基于26 GHz室内通信测量数据对人体阻挡衰减特性进行了研究。在Vogler多重刃形绕射场强计算的基础上,提出了包含二射线和四射线的多个人体阻挡绕射模型。结果表明,四射线人体阻挡衰减模型与实验数据非常吻合,信道测量带宽为1 GHz时的人体绕射衰减略大于带宽为500 MHz时的衰减。在人体沿发端(TX)和收端(RX)连线平移过程中,人体位于连线中间位置时衰减最小,人体离RX端最近时衰减最大。在多人体穿过视距线阻挡测量中,人体横向穿过视距线(人脸正面面向RX喇叭口)比人体侧向(人脸侧面面向RX喇叭口)穿过视距线时衰减大。此外,人体阻挡数目越多,衰减越大,人体阻挡数目每增加1人,阻挡衰减增加5~8 dB。本文结果为分析26 GHz人体衰减特性和该频段毫米波无线通信系统设计提供有用信息。

    基于压缩感知的欠采样预失真研究
    胡欣,王健康,刘飞,欧连军,梁君,王刚,罗积润
    2016, 37(11):  74-79.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016221
    摘要 ( 264 )   HTML ( 0 )   PDF (1627KB) ( 303 )  
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    为解决欠采样行波管功率放大器(TWTA)预失真问题,一般工程上采用查找表结合间接学习结构数字预失真方法,但是系统复杂度在一定程度上会增加。针对这种工程问题,提出了一种基于压缩感知技术的欠采样预失真技术,在简化系统实现、提高工作稳定性的同时,可以获得较好的非线性失真优化效果。

    基于主曲线的遥感图像河岸线提取
    郭芸,王宜怀,刘纯平,龚声蓉,季怡
    2016, 37(11):  80-89.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016222
    摘要 ( 253 )   HTML ( 0 )   PDF (2732KB) ( 367 )  
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    针对遥感图像中河岸线提取存在不光滑、容易发生间断等问题,提出一种基于主曲线的河岸线提取方法。该方法在学习过程中结合多边形线(PL, polygonal line)算法和误差反向传播(BP, back propagation)算法,首先学习河流中心骨架主曲线表达,然后再根据提出的左右河岸点集分割方法获得图像中河流的左岸点集和右岸点集,分别学习左右河岸线主曲线的光滑参数表达,最终实现遥感图像中河流中心骨架和河岸线的矢量化描述。主曲线表达解决了河岸线不光滑问题,而左右河岸线分开学习有效解决了因河道窄而导致河岸线间断的问题。在实际遥感图像河流提取实验中,与现有几种河岸线提取方法的对比分析结果表明:基于主曲线的河岸线提取方法提取的河岸线具有更好的光滑性,可以较好地解决在河流较窄处发生间断的问题,所得的河岸线矢量化描述更便于存储和重建,并可作为河流区域的形状特征用于检测与识别。

    SDN网络中受时延和容量限制的多控制器均衡部署
    覃匡宇,黄传河,王才华,史姣丽,吴笛,陈希
    2016, 37(11):  90-103.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016219
    摘要 ( 345 )   HTML ( 0 )   PDF (1366KB) ( 462 )  
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    软件定义网络(SDN)采用一种控制平面和数据平面分离的网络架构,其控制功能由控制器来实现。由于受到控制器处理能力的限制,在大型的 SDN 网络中,单一的控制器无法满足全体交换机的控制需要,必须使用多个控制器来处理所有的数据流。由于控制器和交换机之间的时延将显著地影响新流的转发,控制器的合理部署将有效地提高整个网络的性能。通过对网络进行子域划分,在谱聚类的基础上,通过为k-means增加均衡部署的目标函数,提出了在时延和容量限制下负载均衡的 SDN 网络多控制器部署算法。该算法中引入了一个惩罚函数来防止出现孤立节点。仿真结果表明该算法能均衡地对网络进行划分,使控制器和交换机之间保持较小的网络时延以及使各控制器的负载保持均衡。

    基于simhash与倒排索引的复用代码快速溯源方法
    乔延臣,云晓春,庹宇鹏,张永铮
    2016, 37(11):  104-113.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016225
    摘要 ( 280 )   HTML ( 1 )   PDF (618KB) ( 676 )  
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    提出了一种新颖的复用代码精确快速溯源方法。该方法以函数为单位,基于simhash与倒排索引技术,能在海量代码中快速溯源相似函数。首先基于simhash利用海量样本构建具有三级倒排索引结构的代码库。对于待溯源函数,依据函数中代码块的simhash值快速发现相似代码块,继而倒排索引潜在相似函数,依据代码块跳转关系精确判定是否相似,并溯源至所在样本。实验结果表明,该方法在保证高准确率与召回率的前提下,基于代码库能快速识别样本中的编译器插入函数与复用函数。

    深度学习在僵尸云检测中的应用研究
    寇广,汤光明,王硕,宋海涛,边媛
    2016, 37(11):  114-128.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016228
    摘要 ( 397 )   HTML ( 1 )   PDF (1655KB) ( 709 )  
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    僵尸云和正常云服务2种环境下的基本网络流特征差异不明显,导致传统的基于网络流特征分析法在检测僵尸云问题上失效。为此,研究利用深度学习技术解决僵尸云检测问题。首先,从网络流中提取基本特征;然后将其映射为灰度图像;最后利用卷积神经网络算法进行特征学习,提取出更加抽象的特征,用以表达网络流数据中隐藏的模式及结构关系,进而用于检测僵尸云。实验结果表明,该方法不仅能够提高检测的准确度,而且能减少检测所用时间。

    基于人物图像视觉特征的人物性格隐私分析
    聂婕,黄磊,李臻,张健,闫艳,魏志强
    2016, 37(11):  129-136.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016223
    摘要 ( 268 )   HTML ( 0 )   PDF (1335KB) ( 433 )  
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    社交媒体中的个性化推荐试图通过对公开在公众平台中的用户位置、图片等信息的分析得到用户的习惯、性格等,以提供个性化服务,但也因此给用户的隐私安全造成威胁。从隐私挖掘的角度,提出了一种基于人物图像的人物性格隐私分析方法。基于认知科学中的人物性格模型,提出了5类视觉特征,包括颜色、纹理、形状、伊顿对比和表情特征。实验表明,所提方法可以有效挖掘用户的性格隐私,特征选择实验进一步验证了所提出特征的有效性。

    基于语义特征的电子海图权限水印研究
    赖明珠,张立国,冯维淼,王媛媛,王勇,李守政
    2016, 37(11):  137-145.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016230
    摘要 ( 228 )   HTML ( 1 )   PDF (1211KB) ( 387 )  
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    为了进一步扩展数字水印功能,提出了权限水印的概念,即水印信息定义用户对载体的具体操作。基于图像特征识别技术,构造基于语义特征的电子海图权限水印,通过对水印信息的解读,拦截和控制对电子海图的访问操作。实验分析表明,该方法能够实现网络环境下的数据分发和操作验证,在防篡改、水印伪造方面具有突出的性能。

    面向网络语音隐写的抗分组丢失联合编码
    高瞻瞻,汤光明,张伟伟
    2016, 37(11):  146-155.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016231
    摘要 ( 246 )   HTML ( 0 )   PDF (1445KB) ( 188 )  
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    VoIP(voice over IP)是基于UDP/IP协议族的语音通信技术,当信道环境变差时不可避免地会产生网络分组丢失,这给建立在其上的 VoIP 隐写的可靠传输带来了挑战。提出利用纠删码对秘密信息进行冗余预处理,再结合矩阵嵌入编码实现最小失真的隐写,从而建立了基于联合编码的嵌入和提取模型。在此基础上,分析了关键参数对联合编码性能的影响并给出了最优参数的选取算法。实验结果表明,所提联合编码能够有效提高隐写系统的抗分组丢失能力,且能减少对语音流的修改。

    综述
    天地一体化信息网络安全保障技术研究进展及发展趋势
    李凤华,殷丽华,吴巍,张林杰,史国振
    2016, 37(11):  156-168.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016229
    摘要 ( 535 )   HTML ( 10 )   PDF (665KB) ( 1158 )  
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    天地一体化信息网络由天基骨干网、天基接入网、地基节点网、地面互联网、移动通信网等多种异构网络互联融合而成,对实现国家安全战略目标具有重要意义。首先,介绍了天地一体化信息网络架构,以及卫星节点暴露、信道开放、异构网络互连等特征,并从物理层、运行层、数据层3个层面分析了天地一体化信息网络面临的威胁;其次,从物理安全、运行安全、数据安全3个层面对抗损毁、抗干扰、安全接入、安全路由、安全切换、安全传输、密钥管理等安全保障技术的研究现状进行了阐述;最后,针对天地一体化信息网络特点和安全保障需求,指出了天地一体化信息网络安全保障技术发展趋势和研究方向。

    云环境中数据安全去重研究进展
    熊金波,张媛媛,李凤华,李素萍,任君,姚志强
    2016, 37(11):  169-180.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016238
    摘要 ( 376 )   HTML ( 1 )   PDF (711KB) ( 624 )  
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    为了提高云存储效率和节约网络通信带宽,需要对云端同一数据的多个副本执行重复性检测与去重操作,而云环境下的密文数据阻碍了数据安全去重的实施,这一问题迅速引起学术界和产业界的广泛关注,成为研究热点。从安全性角度出发,分析云环境中数据安全去重的原因及面临的主要挑战,给出云数据安全去重的系统模型和威胁模型,面向云数据安全去重技术的实现机制从基于内容加密的安全去重、基于所有权证明的安全去重和隐私保护的安全去重3个方面对近年来相关研究工作进行深入分析和评述,并指出各种关键技术与方法的优势及存在的共性问题;最后给出云数据安全去重领域未来的研究方向与发展趋势。

    学术通信
    基于多类支持向量机的3D-HEVC深度视频帧内编码快速算法
    刘晟,彭宗举,陈嘉丽,陈芬,郁梅,蒋刚毅
    2016, 37(11):  181-188.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016235
    摘要 ( 192 )   HTML ( 0 )   PDF (793KB) ( 370 )  
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    深度视频编码中最优深度划分和模式选择过程具有非常高的计算复杂度。提出了基于多类支持向量机(MSVM, multi-class support vector machine)的深度视频帧内编码快速算法。该算法包括离线模型训练和快速编码2个部分。在离线模型训练中,用深度视频最大编码单元(LCU, largest coding unit)的最优划分深度作为标签,当前LCU的空域复杂度、空域相邻LCU的最优划分深度和彩色视频对应LCU的最优划分深度作为特征去构造MSVM模型。在编码时,提取LCU的特征,根据MSVM模型得到划分深度的预测值。根据该预测值提前终止编码单元递归划分和模式选择过程。实验结果表明,提出的算法在几乎不影响虚拟视点质量的情况下,平均节省35.91%的总体编码时间和40.04%的深度编码时间。

    MIBS密码的零相关—积分攻击
    刘庆聪,赵亚群,马猛,刘凤梅
    2016, 37(11):  189-195.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016234
    摘要 ( 196 )   HTML ( 1 )   PDF (1013KB) ( 327 )  
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    MIBS算法是一种轻量级分组密码算法,普遍应用于电子标签和传感器网络等环境。首先,分析MIBS算法抵抗零相关积分分析的能力,给出一个8轮的MIBS算法零相关线性区分器。然后,利用零相关线性区分器和积分区分器之间的关系,构造一个8轮的MIBS算法的积分区分器。最后,利用该区分器结合MIBS算法的对称结构,基于部分和技术,分析10轮、12轮的MIBS-80算法。得到的攻击时间复杂度分别为227.68、248.81,数据复杂度为248

    安全计算机通信管理机制的形式化验证与实现
    梁靓,曹源,马连川,张玉琢,李恒奎
    2016, 37(11):  196-204.  doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016237
    摘要 ( 243 )   HTML ( 0 )   PDF (768KB) ( 333 )  
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    为提高下一代列车运行控制(简称列控)系统安全计算机的系统兼容性,首先对其结构进行简要分析,并对管理机制进行设计,建立了管理单元状态转移模型,同时以形式化验证工具对模型的正确性进行了验证。在此基础上对基于微控制单元(MCU, micro controller unit)的管理单元进行了软硬件的设计实现与测试。验证和测试结果表明,所设计的管理机制符合设计规范的要求,管理单元能够实现预期的状态转移功能。

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主  编:张 平
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