ITNS主题专栏:信息安全与密码技术研究

  • 基于全同态加密的ORAM方案

    宋宁宁;

    大数据时代,保障数据存储安全、检索关键词安全、访问模式安全、用户隐私是云存储需要解决的关键问题。分析云数据存储和检索需求,研究不经意随机存储机模型,并提出基于全同态加密的不经意随机存储机模型(ORAM)。该模型不但能够实现用户检索信息的安全隐藏,而且能够使云端无法获取用户的读写模式、访问频率等访问模式信息,保证密文检索的安全性和用户的隐私性。

    2018年11期 v.37;No.499 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 111K]
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  • NIST随机性检测方法研究

    王超;温涛;段冉阳;

    首先介绍随机性检测方法的统计学基础,然后描述NIST统计检测程序的15种随机性检测方法,最后分析NIST统计检测程序的不足并给出改进方案。这些改进包括引入容忍度,扩展NIST统计检测程序框架,给出的案例表明引入容忍度是有意义的;构造T统计量,整合非重叠模板匹配检验结果,实验结果表明统计量的设计是合理的。

    2018年11期 v.37;No.499 5-8+15页 [查看摘要][在线阅读][下载 107K]
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  • ZUC算法随机性检测研究

    王超;范国浩;付宝仁;

    首先介绍了ZUC算法和NIST统计检测程序,然后讨论随机性检测设计,最后对ZUC算法进行随机性检测。实验结果表明ZUC算法与Snow算法、Sosemanuk算法和Trivium算法检测结果基本一致,因此ZUC算法具有良好的随机性。

    2018年11期 v.37;No.499 9-11+15页 [查看摘要][在线阅读][下载 172K]
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  • 大整数分解算法综述

    杨江帅;

    RSA是目前最有影响力和最常用的公钥加密算法,它广泛应用于各个领域,能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击。RSA密码算法的安全性基于大整数分解的困难性,因此对大整数分解问题的深入研究具有重要的理论意义和应用价值。主要概括大整数分解的研究现状,回顾当前常用的大整数分解算法,分别详细介绍它们的基本原理以及在应用方面的优缺点,最后分析展望大整数分解的研究趋势。

    2018年11期 v.37;No.499 12-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 121K]
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  • 基于混沌映射的身份认证与密钥协商方案

    国佃利;

    在分布式网络环境中,访问控制、隐私保护和身份认证是保证该系统安全可靠运行的关键。针对分布式系统的认证方案能够保证数据的机密性、可用性以及完整性,进而抵抗恶意网络攻击,维护授权用户的合法利益。近几年来,许多研究者利用混沌映射设计适用于移动用户的身份验证方案,这些方案都有各自的优势,也存在诸多安全缺陷。设计了一个新的基于混沌映射的身份认证协议,具备高可靠性与高安全性。与之前相关的基于混沌映射的身份认证方案相比,协议通过一个创新的解决方法,解决了由切比雪夫混沌映射固有缺陷带来的安全漏洞。另外,利用BAN-逻辑证明了方案的正确性以及有效性。安全性和性能分析也表明,方案比先前的相关方案能提供更强的安全性和更好的延展性。

    2018年11期 v.37;No.499 16-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 118K]
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  • 简化版分组密码KATAN32的相关密钥立方攻击

    王明兴;

    立方攻击是一种针对序列密码的分析技术,最近这一技术获得了新的发展,引入集合可分性的概念,建立数学模型,然后用数学软件求解。展现了立方攻击强大的分析能力。分组密码KATAN32是由一个线性反馈移位寄存器和两个非线性反馈移位寄存器设计的。分组密码KATAN32被认为是序列密码,联合使用带可分性的立方攻击和相关密钥攻击,得到了127轮的分组密码KATAN32的5个密钥比特的信息。

    2018年11期 v.37;No.499 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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  • 轻量级分组密码算法设计研究

    陈怀凤;

    随着物联网的发展,无线射频技术和传感器网络等微型设备的应用越来越普遍,为保护其中通信数据的机密性,适用于资源受限环境的轻量级分组密码算法成为了研究热点。对最近几年密码学界提出的一些轻量级分组密码算法的结构以及组件特点进行简单分析,总结轻量级分组密码算法的设计准则与目标,并给出设计软件轻量化或硬件轻量化算法的一些指导性思想。

    2018年11期 v.37;No.499 25-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 117K]
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网络与信息安全

  • 基于Hadoop的大数据分析管理平台架构设计

    张伟;

    整合Oracle的垂直行业应用资源和Hadoop并行计算的技术优势,通过对多源异构企业数据按照主题模型和应用需求进行汇总、抽取、清洗,首先形成一个可靠和可扩展的多维度的基础宽表,然后通过数据治理过程大幅提升数据质量,最后借助数据集成层对外提供基础和汇总数据能力。

    2018年11期 v.37;No.499 30-33+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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  • 基于区块链的智慧云制造系统安全架构

    杜兰;陈琳琳;张丽;戴丽丽;沈雅婷;

    智慧云制造系统(Smart Cloud Manufacturing System,SCMS)安全问题是限制智慧云制造发展的瓶颈。首先在SCMS架构的安全风险矩阵的基础上,针对现有SCMS安全体系存在中心化、数据泄密以及身份认证、消息认证和访问控制不安全可信等缺陷,利用区块链去中心化、数据加密、开发共识、去信任和匿名性、集体维护、不可篡改、可追溯性和可编程的智能合约等技术特点能解决上述问题,提出了基于区块链的智慧云制造系统安全架构(BCSCMS),并重点介绍了基于区块链的身份认证、消息认证、访问控制、数据保护及安全审计与预警5个方面的安全策略。最后从信息保密性、完整性、可追溯性和匿名性4个维度论证了该框架的安全性。

    2018年11期 v.37;No.499 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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智能算法

  • 基于区域划分的点云全局配准研究

    周建钊;杜文超;颜雨吉;何晓辉;代菊英;

    在分析了基于穷举思想进行全局配准的常用方法的基础上,阐明了现有方法在两点云低重叠比例情况时配准的局限性,提出了基于区域划分的超级四点全等集算法用于点云全局配准的方法,通过实验分别定性、定量地对比了本算法与四点全等集算法在不同点云数目以及不同重叠比例下的配准效果,验证了本算法在低重叠比例情况下的优越性。本算法对于几何特征不明显且重叠比例较低的点云具有较好的配准效果,对提高点云全局配准的精度及效率具有重要的意义。

    2018年11期 v.37;No.499 39-43+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K]
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  • 网络用户自描述标签向量生成及标签层次体系构建方法

    孙毅;裘杭萍;王沁雪;

    通过用户自描述标签可以快速、高效地对网络用户进行检索、分类和智能推荐。为更好地研究网络用户自描述标签的内在关系,提出了一种网络用户自描述标签层次体系的构建方法。通过对低频标签的理解方法定义了标签向量生成规则。利用搜索引擎语料扩充的方法提取上下位关系的关键模式,实现了一种基于多特征的标签对上下位关系检测方法。以标签频率作为权重,介绍了构建网络用户自描述标签层次树的思路。实验结果表明,本文提出的上下位关系检测方法在精确度、查准率、查全率和F1等指标上较以往的相关工作有大幅度提升。

    2018年11期 v.37;No.499 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • 面向虚拟现实的A*算法的分析与改进

    宋健;何小海;王正勇;卿粼波;

    虚拟现实(Virtual Reality,VR)已成为当下热门的研究方向,但人们在虚拟场景中往往容易迷失方向,因此自动寻路就变得非常重要。通过对虚拟场景中的物体进行碰撞检测,从而生成一个带有障碍物信息的网格。针对虚拟场景中传统A~*算法存在的不足,提出了一种改进的A~*加速算法,该算法为每个寻路节点添加方向向量,根据方向信息进行优先查找,实验数据表明改进后的方法减少了寻路节点的数量,提高了寻路效率。

    2018年11期 v.37;No.499 50-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 189K]
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  • 高空悬挂式相机拍摄中的拉索提取方法

    何榜耕;吴晓红;何小海;卿粼波;郑新波;

    为了解决高空悬挂式相机拍摄航拍图像中的拉索对图片产生的影响,提出一种拉索提取方法。该方法首先分别用Canny算子和小波变换处理图像,然后用小波变换提取的垂直方向的高频分量与Canny算子得到的边缘图像做交集,对得到的交集图像经形态学膨胀处理后,叠加到Canny检测得到的边缘图上;在此基础上,通过形态学腐蚀滤除复杂的图像环境中的大量背景图案,保留直线方向的特征,再在概率霍夫直线检测的基础上,利用聚类拟合更精确地找到待提取的拉索内容。实验结果表明,所提出的拉索提取方法能从复杂的背景中完整地提取出目标拉索。

    2018年11期 v.37;No.499 54-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
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人工智能

  • 基于全卷积神经网络的地震初至波拾取

    刘佳楠;武杰;

    为了提高初至波自动拾取的稳定性和高效性,减少初至波拾取耗费的人力,将当前迅猛发展的深度学习技术应用到地震数据处理领域。把初至拾取看作是二分类问题,初至波为一类,背景为另一类,参考全卷积神经网络在图像语义分割和边缘检测的成功应用,提出了利用全卷积神经网络来拾取初至波的新算法。通过搭建三个不同深度的全卷积神经网络结构并对其进行性能测试,选取性能最优的网络,并与商业地震数据处理软件Tomo Plus自动拾取的结果进行比较,在高噪声情况下取得了更好的结果,验证了利用全卷积神经网络拾取初至波的可行性。

    2018年11期 v.37;No.499 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 743K]
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  • 基于公路监控视频的车辆检测和识别

    陈伟星;白天;许晓珑;

    针对目前基于公路监控视频的运动车辆检测和分类存在检测速度慢、分类效果差等问题,提出了一种高斯混合模型和AlexNet结合的检测分类算法。该方法首先用高斯混合模型对场景的背景建模,用当前帧图像减去背景图像得到运动的车辆,然后用AlexNet对已检测到的车辆进行分类。针对自采数据集过小的问题,采用数据扩充策略来扩充训练数据。实验结果表明,该方法检测速度可达到45 f/s,车辆检测精确度为94. 4%,召回率为88. 6%,均优于主流检测方法。

    2018年11期 v.37;No.499 64-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]
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信息通信

  • 对支持MEC的SCN蜂窝网络缓存策略的研究

    何骄鸿;潘沛生;

    解决网络致密化最有效方案是边缘缓存,其支持对数据的计算和存储。通过移动边缘计算(MEC)服务器对用户数据进行分析,使缓存方案更契合用户的使用环境,并据此提出一种融合用户移动性和分布式存储来构建移动感知缓存的新方案,通过建立模型进行测试以及数值分析确认其缓存方案的有效性。该模型基于随机几何理论和离散随机跳跃模型,得出吞吐量的显式表达式。采用PSO和DPSO算法获得模型可行解,采用遗传算法对获得的数值解进行优化,获取更好的解。通过与其他缓存方案相比较得出所提出的新方案具有优越性。最后通过数值分析,可知提出的缓存方案可更好地解决网络致密化问题。

    2018年11期 v.37;No.499 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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  • 一种RB-HARQ辅助下基于非规则LDPC码的安全传输方案

    王雷;丁晓晖;

    提出了一种利用非规则LDPC码字与基于可靠度的混合自动重传技术(Reliability-Based Hybrid ARQ,RB-HARQ)相结合来实现安全传输的改进方案。在RB-HARQ技术中,接收端将译码后得到的后验概率对数似然比作为码字比特的可靠度信息,并按照绝对值大小进行排列,之后将可靠度最低的比特位置反馈给发送端请求重传。为了有效减少信息泄露,该方案利用了不同的信息加扰技术,同时结合非规则LDPC码字的不均等错误保护特性,可以进一步提高传输的可靠性。与基于规则LDPC码的RB-HARQ方案相比,该方案使系统中合法用户的误比特率和安全可靠区间指标得到明显改善,提高了安全传输性能。

    2018年11期 v.37;No.499 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 256K]
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  • 无线Ad Hoc网络MAC层中针对FD中继的高效空间复用机制

    宋宇;齐望东;赵卫伟;

    随着自干扰(Self-Interference,SI)消除技术的进步,无线节点可以实现全双工(Full-Duplex,FD)通信。如果要求无线网络中的两跳路径采用FD中继节点,则其端到端的吞吐率可以得到提升。但是,FD节点也带来了新的干扰样式,需要在媒体访问控制(Media Access Control,MAC)层设计新的机制。FD中继节点可以向发送端发送补充信号以避免隐蔽终端问题,也可以直接将从发送端接收的信号转发给接收端。为了减小两个发送端发送信号占用的空间大小,分别建模和求解在这两种FD通信模式下它们发送功率的优化模型。随后,以单位面积的吞吐率为测度,判定节点采用的FD模式。仿真结果表明,在两种FD通信模式下对应两个发送端的发送功率和占用空间大小均有大幅降低。并且,根据节点SI系数,以及它与发送端和接收端之间的距离不同,中继节点的两种FD模式需要灵活选取以最大化单位面积的吞吐率。

    2018年11期 v.37;No.499 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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工业自动化技术

  • 基于NTSM的伺服电机模糊滑模控制策略研究

    黄皓;涂群章;潘明;蒋成明;薛金红;李沛;

    为实现对永磁同步电机高效率、高精度的控制,在传统SMC控制策略的基础上,提出一种基于NTSM的模糊滑模控制策略。通过采用非奇异滑模面代替传统SMC控制策略中的线性滑模面,有效地改进了线性滑模面中存在的不足。通过设计模糊控制器削弱SMC控制策略中的抖振现象。仿真和试验结果表明,提出的控制策略在电机启动、突增负载、突卸负载三种常见工况下具有较好的动态性能和稳态性能,有效地削弱了抖振,控制系统具有较好的抗干扰能力。

    2018年11期 v.37;No.499 84-91+108页 [查看摘要][在线阅读][下载 715K]
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计算机硬件

  • 便携式光导声波灭火器的研究与设计

    官洪运;苏振涛;汪晨;

    针对传统便携式灭火器存在的不足,设计并实现了一种便携式光导声波灭火器,主要由电源、声波发生器、功率放大器、LED聚光灯、扬声器和声音腔体所组成。功率放大器将声波发生器产生的声波进行放大,用以驱动安装在声音腔体里的扬声器发出特定频率的声波,声音腔体对扬声器发出的声波进行聚集,利用低频声波改变火源处物质的可燃条件,从而达到灭火目的。较传统便携式灭火器,该灭火器无需携带任何灭火介质,灭火后不会对环境造成污染,对于文博、石化、民航等场所,以及消防无人机、消防机器人灭火有着积极的推广意义。

    2018年11期 v.37;No.499 92-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 186K]
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  • 一种双波源车辆行车方向识别方法

    秦攀;张奔牛;张明辉;

    论述了一种双路微波传感器识别车辆行车方向的方法。该方法通过将两路微波传感器按一定间隔布设在路肩,通过STC12LE5A60S2单片机控制微波传感器发收微波来判断是否有车辆通过,并根据两路微波触发时间的先后来判断车辆的行车方向,由LED指示灯进行实时提示,通过串口与PC连接,实现数据实时上传。该方法在狭窄的道路环境起到警示作用,减少道路交通事故的发生。

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行业应用

  • 基于AM5728的自适应图像增强算法的研究与实现

    郭威;卿粼波;熊淑华;何小海;

    随着工业生产和半导体技术的快速发展,基于嵌入式平台的数字图像处理在工业检测上的应用越来越广泛。但是工业生产中的恶劣环境往往给机器视觉检测带来一定的困扰。为了提高工业检测的准确率,基于Gamma校正理论提出了一种改进的自适应图像增强算法,并在嵌入式平台AM5728实现该算法。首先基于光照-反射模型理论,采用引导滤波算法估计原始图像的光照信息,然后结合图像的光照信息和图像自身亮度信息构造出一种改进的Gamma矫正函数,能够实现对不同光照条件下采集到的图像进行自适应增强处理。并且考虑到嵌入式平台在工业检测中的功耗低、速度快等优势,将该算法成功移植到一款ARM+DSP多核异构的嵌入式平台AM5728上,通过多核并行处理提升了算法的效率。实验结果表明在AM5728上实现该算法能够快速有效地增强图像的质量。

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  • 基于Canvas的货车图像浏览及增强系统设计与实现

    高斯文;卿粼波;熊淑华;张余强;

    货运列车运行故障动态检测系统TFDS在铁路行业得到广泛应用,在方便列检员及时地对故障零件进行排查的同时,节省了传统人工检测成本,降低了误检率。传统的货车图像在线浏览系统采用C/S架构依赖于Active X控件设计,需要安装插件,不方便使用,而且如果图片清晰度较低,难以对故障作出准确判断。针对上述问题,设计了一种B/S架构下基于HTML5 Canvas技术的货车图像在线浏览及增强系统,充分发挥B/S系统无插件、性能稳定等优势的同时,采用Canvas技术实现图像的在线增强,使列检员能更方便地浏览图像,并能更准确地对故障进行判断,为铁路高效运行提供了保证。

    2018年11期 v.37;No.499 104-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 区块链技术在民航领域的应用

    王天山;杨健;王尧;

    区块链技术受到各界高度关注,互联网、金融业等各类公私实体相继推出了区块链项目,在此背景下,民航领域开始探索区块链的应用。针对民航业特点结合区块链技术的发展现状,调查了国内外民航领域应用区块链技术的发展历程与现状,分析了区块链技术在民航领域的应用场景与典型案例,总结了区块链技术在民航业中的发展趋势与建议。认为现阶段区块链技术不宜大规模全面应用于民航领域,适合有针对性地利用其固有优势来优化现有业务,如行李管理、数据管理、数字身份认证等。

    2018年11期 v.37;No.499 109-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 77K]
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  • 中国电子信息产业集团有限公司第六研究所 工业控制系统信息安全技术国家工程实验室

    <正>中国电子信息产业集团有限公司第六研究所设有工控系统信息安全技术国家工程实验室,是中国信息安全认证中心授权实验室(ISCCC-AL-028)、工信部控制软件测试实验室、阿基里斯认证检测实验室;国家信息安全等级保护工作协调小组推荐机构(国-012);具有中国信息安全认证中心认定的风险评估资质、CNAS及CMA实验室认可资质;负责人社部教育培训中心国家工控信息安全岗位能力认定培训,颁发工控信息安全师证书。可在全国范围内为发电、石化、化工、轨道交通、燃气、供水、排水、供热、水利等各行业用户提供如下信息安全相关专业服务:

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