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梯度隐藏的安全聚类与隐私保护联邦学习

计算机应用研究 2024年第6期41卷 1851-1861页

作者：李功丽马婧雯范云河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007 河南师范大学河南省教育人工智能与个性化学习重点实验室河南新乡453007

联邦学习是一种前沿的分布式机器学习算法,它在保障用户对数据控制权的同时实现了多方协同训练。然而,现有的联邦学习算法在处理Non-IID数据、梯度信息泄露和动态用户离线等方面存在诸多问题。为了解决这些问题,基于四元数、零共享与秘... 详细信息

联邦学习是一种前沿的分布式机器学习算法,它在保障用户对数据控制权的同时实现了多方协同训练。然而,现有的联邦学习算法在处理Non-IID数据、梯度信息泄露和动态用户离线等方面存在诸多问题。为了解决这些问题,基于四元数、零共享与秘密共享等技术,提出了一种梯度隐藏的安全聚类与隐私保护联邦学习SCFL。首先,借助四元数旋转技术隐藏首轮模型梯度,并且在确保梯度特征分布不变的情况下实现安全的聚类分层,从而解决Non-IID数据导致的性能下降问题;其次,设计了一种链式零共享算法,采用单掩码策略保护用户模型梯度;然后,通过门限秘密共享来提升对用户离线情况的鲁棒性。与其他现有算法进行多维度比较表明,SCFL在Non-IID数据分布下准确度提高3.13%~16.03%,整体运行时间提高3~6倍。同时,任何阶段均能保证信息传输的安全性,满足了精确性、安全性和高效性的设计目标。

关键词：联邦学习隐私保护聚类四元数零共享秘密共享

融入区块链的课程目标达成评价系统建构与应用研究

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现代教育技术 2024年第2期34卷 72-80页

作者：张恩杨翠王春丽马媛媛李功丽河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007 河南师范大学教育学部河南新乡453007 河南师范大学智慧商务与物联网技术河南省工程实验室河南新乡453007

推进课程评价数字化转型升级,是实现教育现代化、推进教育高质量发展、建设教育强国的重要举措。然而,当前课程目标达成评价领域存在中心化管理、数据孤岛、安全性不足等问题,影响了课程目标达成评价的科学性和公信力,进而制约了课程评... 详细信息

推进课程评价数字化转型升级,是实现教育现代化、推进教育高质量发展、建设教育强国的重要举措。然而,当前课程目标达成评价领域存在中心化管理、数据孤岛、安全性不足等问题,影响了课程目标达成评价的科学性和公信力,进而制约了课程评价数字化转型。为此,文章提出一种基于区块链技术变革课程评价的新思路,设计了融入区块链的课程目标达成评价系统,从数据共享框架、课程目标达成评价合约、隐私保护方案三个层面探讨系统的运行机制,并阐述该系统的主要功能和应用成效。文章设计的系统,可为消除数据孤岛、提高评价数据安全性、推动课程评价数字化转型提供参考。

关键词：区块链技术课程目标达成评价数字化转型成果导向

基于弹性秘密共享的多方门限隐私集合交集协议

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软件学报 2023年第11期34卷 5424-5441页

作者：张恩秦磊勇杨刃林李功丽河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007 智慧商务与物联网技术河南省工程实验室(河南师范大学) 河南新乡453007

(t,n)门限隐私集合交集协议,指N个参与者各自拥有大小为n的隐私集合,在不泄露自身隐私信息的前提下,如果各参与者交集数量大于门限值t,则参与各方能够获得交集信息,其有广泛的应用,如指纹识别、在线拼车、相亲网站等.然而现有门限隐私... 详细信息

(t,n)门限隐私集合交集协议,指N个参与者各自拥有大小为n的隐私集合,在不泄露自身隐私信息的前提下,如果各参与者交集数量大于门限值t,则参与各方能够获得交集信息,其有广泛的应用,如指纹识别、在线拼车、相亲网站等.然而现有门限隐私集合交集协议大多针对两方参与者进行研究,对多方门限隐私集合交集协议的研究仍存在许多挑战,现有的多方门限隐私集合交集协议使用全同态加密等开销较大的公钥算法,尚没有有效实现.针对上述问题,结合弹性秘密共享、布隆过滤器提出两种有效的多方门限隐私集合交集协议,并首次仿真实现了协议.首先,设计一种新的布隆过滤器构造方法,将弹性秘密共享生成的份额与参与方的集合元素相对应,通过查询布隆过滤器获取的秘密子份额能否重构出正确秘密来判断各方交集是否达到门限值,有效防止交集基数的泄露.设计的第1个协议避免使用开销较大的公钥算法,当设置安全参数λ为128,集合大小为2^(14),门限值为0.8n时,在三方场景下协议在线阶段的时间成本为191 s.此外,为了能在半诚实模型下抵抗至多N-1个敌手合谋,在第1个协议基础上结合不经意传输设计一种该协议的变体,相同条件下,在线阶段时间成本为194 s.最后通过安全证明,证明上述协议在半诚实模型下是安全的.

关键词：门限隐私集合交集抗合谋弹性秘密共享布隆过滤器不经意传输

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基于区块链的文本翻译安全交易方案研究

计算机工程与应用 2023年第12期59卷 258-269页

作者：李功丽乔煊煊胡建刚河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007 河南师范大学智慧商务与物联网技术河南省工程实验室河南新乡453007

针对现有翻译交易方案在竞拍翻译高保密性文本时无法保障其安全性、翻译成本与进程不易控制及译后纠纷处理困难等问题,提出了一种基于区块链智能合约的新型匿名反向拍卖(new anonymous reverse auction,NARA)交易模型。该模型采用匿名... 详细信息

针对现有翻译交易方案在竞拍翻译高保密性文本时无法保障其安全性、翻译成本与进程不易控制及译后纠纷处理困难等问题,提出了一种基于区块链智能合约的新型匿名反向拍卖(new anonymous reverse auction,NARA)交易模型。该模型采用匿名参与机制保护用户隐私,利用反向竞拍机制合理控制翻译成本,并进一步使用拆分式数据交互(split data interaction,SDI)提升翻译文本交互时的安全性。同时该方案采用一种自动化货币支付算法,约束交易双方诚信参与,并解决翻译纠纷问题。通过安全分析证明该方案的安全性,实验结果证实了交易模型的有效性。

关键词：翻译交易区块链智能合约翻译安全匿名拍卖

基于区块链的多方隐私保护k-means聚类方案

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计算机应用 2022年第12期42卷 3801-3812页

作者：赵乐张恩秦磊勇李功丽河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007 智慧商务与物联网技术河南省工程实验室(河南师范大学) 河南新乡453007

针对现有隐私保护k-means聚类方案迭代效率不高,中心化差分隐私保护k-means聚类方案中服务器会遭受攻击,以及本地化差分隐私保护k-means聚类方案中服务器会返回错误聚类结果的问题,提出了一种基于区块链的多方隐私保护k-means聚类方案(M... 详细信息

针对现有隐私保护k-means聚类方案迭代效率不高,中心化差分隐私保护k-means聚类方案中服务器会遭受攻击,以及本地化差分隐私保护k-means聚类方案中服务器会返回错误聚类结果的问题,提出了一种基于区块链的多方隐私保护k-means聚类方案(M-PPkCS/B)。利用本地化差分隐私技术的优势及区块链公开透明、不可篡改的特性,首先,设计一种多方k-means聚类中心初始化算法(M-kCCIA),在保护用户隐私的同时,提高聚类的迭代效率,并确保用户联合产生初始聚类中心的正确性;然后,设计一种基于区块链的隐私保护k-means聚类算法(Bc-PpkCA),并构建聚类中心更新算法的智能合约来在区块链上迭代更新聚类中心,从而保证各个用户都能得到正确的聚类结果。在数据集HTRU2和Abalone上进行实验的结果表明,在确保各个用户得到正确聚类结果的同时,两个数据集的准确率分别能达到97.53%和96.19%,M-kCCIA的平均迭代次数与随机化初始聚类中心算法RS的平均迭代次数相比,在两个数据集上分别减少了5.68次和2.75次。

关键词： k-means聚类隐私保护本地化差分隐私区块链智能合约

基于CiteSpace和VOSviewer的计算思维教育研究可视化分析

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教育信息技术 2023年第7期 126-130页

作者：李功丽刘茜茜河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007 教学资源与教育质量评估大数据河南省工程实验室河南新乡453007

为深入探究国际视野下计算思维教育研究热点及发展趋势,加快落实本土化计算思维教育,文章选取近十余年Web of Science平台中计算思维教育相关的522篇文献作为研究对象,运用CiteSpace和VOSviewer两款可视化分析软件,结合文献计量法、知... 详细信息

为深入探究国际视野下计算思维教育研究热点及发展趋势,加快落实本土化计算思维教育,文章选取近十余年Web of Science平台中计算思维教育相关的522篇文献作为研究对象,运用CiteSpace和VOSviewer两款可视化分析软件,结合文献计量法、知识图谱分析法,从发表文献的数量、时间、作者、期刊、国家和关键词多方面进行比较与分析。结果显示:发文量呈上升趋势,关注度不断提高;发文量在期刊发行分布上符合布拉德福定律,并定位出核心期刊;作者之间初步形成小聚类合作群体,国家之间形成一定关联;关键词聚类得到四个热点研究主题。通过对上述结果进一步分析得出具体结论和建议,为我国计算思维教育未来发展提供参考和借鉴。

关键词：计算思维教育文献计量知识图谱可视化分析

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密码学与网络安全精品课程建设与实践

计算机教育 2022年第3期 61-64页

作者：李功丽赵晓焱张恩河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007

在当前精品课程建设的背景下,针对密码学与网络安全课程特点以及“两性一度”的课程评价标准,提出层次化的课程教学目标,强调以学生为主体进行教学组织,并设计具有挑战性的项目式创新训练,以有效培养学生的自主学习能力、创新能力以及... 详细信息

在当前精品课程建设的背景下,针对密码学与网络安全课程特点以及“两性一度”的课程评价标准,提出层次化的课程教学目标,强调以学生为主体进行教学组织,并设计具有挑战性的项目式创新训练,以有效培养学生的自主学习能力、创新能力以及团队沟通和协作能力,实现从课程内容建设到学生能力培养的核心目标转变。

关键词：精品课程 “两性一度” 自主学习注意力曲线项目式实践

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面向分组密码的可重构异构多核并行处理架构

电子学报 2017年第6期45卷 1311-1320页

作者：冯晓李伟戴紫彬马超李功丽解放军信息工程大学河南郑州450000 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海20123

现有的可重构分组密码实现结构中,专用指令处理器吞吐率不高,阵列结构资源利用率低、算法映射过程复杂.为此,设计了分组密码可重构异构多核并行处理架构RAMCA(Reconfigurable Asymmetrical Multi-Core Architecture),分析了典型SP(AES-1... 详细信息

现有的可重构分组密码实现结构中,专用指令处理器吞吐率不高,阵列结构资源利用率低、算法映射过程复杂.为此,设计了分组密码可重构异构多核并行处理架构RAMCA(Reconfigurable Asymmetrical Multi-Core Architecture),分析了典型SP(AES-128)、Feistel(SMS4)、L-M(IDEA)及MISTY(KASUMI)结构算法在RAMCA上的映射过程.在65nm CMOS工艺下完成了逻辑综合和功能仿真.实验表明,RAMCA工作频率可达到1GHz,面积约为1.13mm2,消除工艺影响后,对各分组密码算法的运算速度均高于现有专用指令处理器以及Celator、RCPA和BCORE等阵列结构密码处理系统.

关键词：分组密码异构多核可重构并行处理密码处理器

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基于移动Agent的网格资源调度研究

基于移动Agent的网格资源调度研究

作者：李功丽华中师范大学

学位级别：硕士

网格技术能够将分散在网络上的各种资源进行有机的整合,形成一个统一的整体,为用户提供强大的计算能力和信息服务,被认为是继Internet之后一次重大的科技进步。网格中的资源与传统的分布式系统资源相比具有分布性、动态性和异构性的特征... 详细信息

网格技术能够将分散在网络上的各种资源进行有机的整合,形成一个统一的整体,为用户提供强大的计算能力和信息服务,被认为是继Internet之后一次重大的科技进步。网格中的资源与传统的分布式系统资源相比具有分布性、动态性和异构性的特征,这使得网格环境下的资源管理与分配变得相当复杂。移动Agent是一类特殊的软件Agent,它可以让程序在网络上从一台主机自主地移动到另一台主机,代表用户完成指定的任务。我们将移动Agent技术引入到网格中,设计了一个基于移动Agent的网格资源体系结构,构造了基于移动Agent的网格层次资源监控模型,解决异构环境下的资源数据收集问题。本文从网格资源的特点出发,探索一种更加合理的网格资源调度模型和更加有效的调度策略。在分析了传统的调度模型的基础上,提出了基于Agent的改进的层次调度模型。调度模型分为全局调度层和局部调度层,不同的层次使用不同的调度策略,从而使整个调度模型更加灵活有效。好的资源调度算法能有效地协调和分配网格资源,并优化网格系统的性能。本文根据网格环境下任务的时间相关性特点,对传统蚁群算法进行了改进,设计了一种快速网格任务调度算法。该算法不仅解决了网格调度中多目标优化问题,而且依据任务调度历史信息可以进行快速资源匹配。使用网格模拟器GridSim对FACO算法进行了仿真模拟。仿真结果表明FACO算法具有较高的求解速度,并且可以缩短任务的执行时间。

关键词：网格资源资源调度资源监控移动Agent 快速蚁群算法