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基于信号博弈的同驻攻击检测与防御策略研究

基于信号博弈的同驻攻击检测与防御策略研究

作者：高天洋杭州电子科技大学

学位级别：硕士

云计算基于池化思想将CPU、磁盘和网络等硬件资源抽象为可集中动态管理的资源池,使用虚拟化技术实现了资源整合,从而按需为用户提供服务。然而,云计算的共享特性导致其面临着众多不同于传统计算机系统的安全威胁,其中同驻攻击的攻击者... 详细信息

云计算基于池化思想将CPU、磁盘和网络等硬件资源抽象为可集中动态管理的资源池,使用虚拟化技术实现了资源整合,从而按需为用户提供服务。然而,云计算的共享特性导致其面临着众多不同于传统计算机系统的安全威胁,其中同驻攻击的攻击者通过构建跨虚拟机的侧信道极大地危害着云系统的机密性和可用性。目前,基于虚拟机自省和事件关联的技术已经被用于检测同驻攻击,但这些方法需要耗费大量计算资源,而现有的解决方案往往忽略了专用于入侵检测的安全资源的限制以及信息结构设计在主动防御中的重要作用。此外,信号博弈被用于指导云系统防御同驻攻击,但现有的模型通常没有考虑到未知智能化攻击者可能采取的欺骗行为。针对上述不足之处,本文从检测和防御两个维度分别给出了相应的解决方案,主要工作如下:(1)提出了一种基于两阶段信号博弈的同驻攻击检测策略,该策略在安全资源受限条件下引入信号作为补充安全措施,通过设计最优信息结构提高检测效果。具体而言,云系统在博弈的第一阶段对有限检测负载进行分配,在博弈的第二阶段通过设计信号方案操纵攻击者的行为以提高防御效果。进一步地,本文对所提模型的博弈均衡进行了详细分析并提出了用于精确求解最优检测策略的算法。最后,基于开源云环境模拟器Cloud Sim进行了实验。结果表明,相较于公平分配模型和单阶段Stackelberg博弈模型,本文提出的两阶段信号博弈模型在降低攻击者的攻击概率、提高检测成功率方面具有显著优势。(2)提出了一种基于重复信号博弈的同驻攻击防御策略,该策略基于虚拟机实时迁移技术来防止恶意虚拟机实现与其目标的同驻。首先,考虑到智能化攻击者可能会蓄意隐藏或掩饰其行为以欺骗云系统,提出了一个单次信号博弈模型来建模攻击者与云系统之间的一次交互。然后,利用无差异原则和迭代消除劣势策略等方法分析了该模型的精炼贝叶斯均衡。接着,考虑到攻防双方的长期多次交互,将单次信号博弈模型扩展为重复信号博弈模型,给出了相应的均衡分析并基于不动点迭代法证明了信念收敛性。最后,在多种条件下进行了对比和仿真实验。结果表明,该模型求解出的防御策略可以将欺骗攻击成功的概率降至约4%,并使云系统在面对类型和意图未知的攻击者时长期占据上风。

关键词：云计算信号博弈同驻攻击入侵检测防御策略

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基于模块化车辆的区域灵活接驳公交线路优化

吉林大学学报(工学版) 2023年

作者：高天洋胡大伟姜瑞森吴雪刘慧甜长安大学运输工程学院

乘客出行需求的时空分布不均影响公交的服务水平，新兴的模块化车辆可以通过灵活拆分车节适应出行需求的时空分布。因此，本文建立了一种考虑模块化车辆的区域灵活接驳公交线路优化模型，模型以车辆运营成本、固定成本以及乘客乘车时间... 详细信息

乘客出行需求的时空分布不均影响公交的服务水平，新兴的模块化车辆可以通过灵活拆分车节适应出行需求的时空分布。因此，本文建立了一种考虑模块化车辆的区域灵活接驳公交线路优化模型，模型以车辆运营成本、固定成本以及乘客乘车时间成本组成的系统总成本最小为目标，采用一种多智能体遗传算法对模型求解，并通过算例测试了算法的有效性。最后，基于西安市“捷巴士”的服务区域以及站点设计数值实验，结果表明，相比固定容量的接驳公交，考虑模块化车辆可以减少约18.31%的系统总成本，给未来城市公交的发展提供了新思路。

关键词：交通运输规划与管理区域灵活接驳公交模块化车辆公交线路优化多智能体遗传算法

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基于实时车辆信息共享的公交动态控制策略

长安大学学报（自然科学版） 2023年第6期43卷 95-105页

作者：姜瑞森胡大伟孙倩高天洋长安大学运输工程学院陕西西安710064

为了应对越来越多的乘客利用手机软件实时查看车辆位置信息以帮助其计划出发时间这一发展趋势,探究实时车辆信息共享程度对公交动态控制策略的影响,结合长短时记忆网络(long short term memory,LSTM)预测模型和遗传算法(genetic algorit... 详细信息

为了应对越来越多的乘客利用手机软件实时查看车辆位置信息以帮助其计划出发时间这一发展趋势,探究实时车辆信息共享程度对公交动态控制策略的影响,结合长短时记忆网络(long short term memory,LSTM)预测模型和遗传算法(genetic algorithm,GA)构建GA-LSTM实时混合公交运行轨迹预测模型;在实时公交运行轨迹预测模型的基础上,建立考虑乘客接受实时车辆信息共享程度、以最小化车头时距偏差和乘客乘车时间为目标的公交动态驻站控制策略;通过西安市实际数据测试实时公交运行轨迹预测模型和公交动态驻站控制策略的有效性,并讨论不同最大驻站控制时间、接受实时信息乘客比例对公交动态驻站控制策略的影响。研究结果表明:利用GA-LSTM预测模型预测停车服务时间和站间运行时间的均方根误差(RMSE)相较于传统LSTM预测模型的预测结果分别降低了21.19%和44.55%;考虑实时车辆信息共享的动态控制策略预测结果比未考虑信息共享的动态控制策略目标函数预测结果降低了31.66%;随着最大驻站时间增加,目标函数值减少到定值后保持稳定;随着接受实时信息乘客比例增加,目标函数值持续减少。研究结果有助于交通管理部门结合乘客接受信息共享程度设计更灵活、有效的公交动态控制策略,从而为改善公交运营状况、提高公交服务水平奠定理论基础。

关键词：交通工程动态控制策略实时预测 GA-LSTM预测模型信息共享

卤水提锂多元新路径:技术、资源、环境和成本

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地质学报 2024年第4期98卷 1310-1331页

作者：高天明范娜代涛中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心北京100037 中国寰球工程公司北京100012

传统沉淀法提锂生产周期长、不适用于低锂浓度卤水,盐湖提锂产量增长缓慢,难以满足新能源产业发展的需求。因此,开发高镁锂比卤水提锂新技术是锂产业发展的迫切需求。本文概述了吸附法、萃取法、膜法和电化学法等提锂新工艺的研究现状,... 详细信息

传统沉淀法提锂生产周期长、不适用于低锂浓度卤水,盐湖提锂产量增长缓慢,难以满足新能源产业发展的需求。因此,开发高镁锂比卤水提锂新技术是锂产业发展的迫切需求。本文概述了吸附法、萃取法、膜法和电化学法等提锂新工艺的研究现状,发现铝基吸附剂已应用于工业生产,但其吸附容量显著地小于锰基和钛基吸附剂,而后两者的溶损和长吸附平衡时间是制约其产业化的关键。中性磷类萃取剂关注最多,但其易腐蚀和出现第三相;酰胺类萃取体系无腐蚀,已用于氯化物型卤水工业化提锂,但其稳定性需长期关注;并且萃取法工艺流程较长,酸碱消耗高。膜法无法深度除镁,需与其他方法相结合提锂,其水资源消耗量大。电渗析和“摇椅式”电化学实现了连续性提锂,加速了吸附速率,避免了洗脱剂的使用,其电耗随着优化提锂体系和工作条件的降低,电化学提锂将迎来广阔的产业前景。以上卤水提锂新工艺资源消耗和环境影响小于传统沉淀法,对高镁锂比盐湖具有显著的竞争优势,但各有弊端。因此,未来盐湖卤水提锂应加强多种新技术的集成与耦合,前移提锂过程,提升全流程锂的回收率和多种资源的综合开发。

关键词：卤水锂提取吸附萃取膜法电化学

考虑车辆随机到站时间的动态需求响应型接驳公交线路优化

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交通运输系统工程与信息 2022年第5期22卷 196-204,292页

作者：孙倩胡大伟钱一之江捷高天洋姜瑞森长安大学运输工程学院西安710064 新泽西理工学院土木与环境工程系纽瓦克NJ07102美国深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司城市交通规划研究院广东深圳518063

车辆到站时间的不准时性严重影响着需求响应型公交的服务水平和乘客选择公共交通的出行意愿,因此,本文对考虑车辆随机到站时间的动态需求响应型接驳公交线路优化问题进行研究。以运营商成本、乘客乘车时间成本、乘客等待时间成本组成的... 详细信息

车辆到站时间的不准时性严重影响着需求响应型公交的服务水平和乘客选择公共交通的出行意愿,因此,本文对考虑车辆随机到站时间的动态需求响应型接驳公交线路优化问题进行研究。以运营商成本、乘客乘车时间成本、乘客等待时间成本组成的系统总成本最小为目标建立数学模型,通过优化车辆路径寻求系统总成本最优的需求响应型接驳公交服务方案,其创新之处在于,在服务过程中允许乘客提交实时出行需求;定义车辆到站时间服从已知分布以描述其随机性。提出一种遗传算法和邻域搜索相结合的启发式算法对模型进行求解,该算法融合了遗传算法的全局搜索优势和邻域搜索的局部搜索能力,通过算例测试分析对本文算法的有效性及先进性进行验证。最后,基于西安市延平门地铁站设计数值实验,结果表明,考虑车辆随机到站时间可以在一定程度上减少乘客时间成本和系统总成本。

关键词：城市交通需求响应型接驳公交遗传算法邻域搜索实时需求车辆随机到站时间

资助机构负责任研究的价值导向对科研不端行为的影响研究

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中国科学基金 2024年第2期38卷 335-342页

作者：高天晓詹琰中国科学院大学人文学院北京100049 国家自然科学基金委员会科学传播与成果转化中心北京100085

目前科研诚信问题已跨越科学共同体边界,成为广受关注的社会性议题,而在全球范围内科研资助制度与科研诚信密切相关。本研究以国家自然科学基金为例,在负责任研究理念下综合科学越轨理论和强化理论,将负责任研究理念、失信惩戒强度引入... 详细信息

目前科研诚信问题已跨越科学共同体边界,成为广受关注的社会性议题,而在全球范围内科研资助制度与科研诚信密切相关。本研究以国家自然科学基金为例,在负责任研究理念下综合科学越轨理论和强化理论,将负责任研究理念、失信惩戒强度引入科研不端治理效果研究,考虑了年度论文发表规模、期刊影响力、论文撤销时滞、论文国际合作程度因素的影响,探讨了科研资助机构负责任研究的价值导向对科研不端行为的影响,实证结果发现科研资助机构失信惩戒强度与科研不端行为呈负相关,论文撤销时滞均对科研不端行为产生负向影响,且发挥着中介作用。研究发现对默顿科学越轨理论观点的实证支持和发展,通过此研究亦可以反思我国科技创新政策背后的价值导向。

关键词：负责任研究科研不端科研资助机构科学基金论文撤稿

DMD模型鼠mdx小鼠线粒体损伤的研究进展

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中国实验动物学报 2024年第6期 793-798页

作者：高天董健健喻绪恩安徽中医药大学神经病学研究所安徽中医药大学神经病学研究所附属医院

Duchenne肌营养不良(Duchenne muscular dystrophy, DMD)是一种由编码抗肌萎缩蛋白的Dystrophin基因突变导致的致死性、进行性、X连锁隐性遗传肌肉疾病。目前，DMD尚无治愈手段，临床研究进展缓慢，动物模型的建立对DMD的实验研究作用... 详细信息

Duchenne肌营养不良(Duchenne muscular dystrophy, DMD)是一种由编码抗肌萎缩蛋白的Dystrophin基因突变导致的致死性、进行性、X连锁隐性遗传肌肉疾病。目前，DMD尚无治愈手段，临床研究进展缓慢，动物模型的建立对DMD的实验研究作用越来越重要。结合研究发现，mdx小鼠具有DMD患者相同的发病机制，广泛应用于DMD病理机制和新药开发的研究中。线粒体损伤是DMD重要的病理机制之一，对线粒体的保护是DMD的潜在治疗靶点，因此探讨mdx小鼠与线粒体损伤的关系具有重要意义。本文就近年来DMD模型鼠mdx小鼠线粒体损伤的研究进展进行综述，为相关实验提供参考。

关键词： Duchenne肌营养不良线粒体损伤动物模型 mdx小鼠

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数据驱动的曲面构件形状-拓扑协同优化方法

航空学报 2024年第2期45卷 275-286页

作者：高天贺田阔黄蕾张澍李增聪大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室工程力学系大连116024

针对紧凑设计空间下曲面构件极致轻量化需求,提出一种数据驱动的曲面构件形状-拓扑协同优化方法,主要包括离线、在线和更新3个阶段。离线阶段中,首先通过拉丁超立方采样方法在设计空间内采样,并利用网格变形技术进行参数化建模,获得样... 详细信息

针对紧凑设计空间下曲面构件极致轻量化需求,提出一种数据驱动的曲面构件形状-拓扑协同优化方法,主要包括离线、在线和更新3个阶段。离线阶段中,首先通过拉丁超立方采样方法在设计空间内采样,并利用网格变形技术进行参数化建模,获得样本点对应的网格模型。然后对上述网格模型分别进行拓扑优化,获得优化后的应变能。基于上述步骤获得的样本数据,训练径向基函数代理模型,其中形状设计变量为输入,拓扑优化获得的应变能为输出。在线阶段中,将基于离线阶段获得的代理模型开展优化设计,采用协方差矩阵自适应进化策略来提高优化效率。更新阶段中,计算代理模型优化结果的真实响应,并将其加入样本数据集进行代理模型更新。最后,通过简支梁和航天器舱门算例开展算法验证。结果表明相比针对固定形状获得的拓扑优化结果,提出方法优化获得的应变能结果分别降低了20.08%和37.93%,表明提出方法具有更优的设计能力。

关键词：形状-拓扑协同优化网格变形数据驱动曲面构件径向基函数

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基于新一代几何技术规范的装配误差建模

计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 118-128页

作者：杨朝晖高天石李崇赫贺子力西北工业大学航空学院陕西西安710072 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

针对由于公差设计不合理而导致的服役于复杂工况的机械装备性能下降等问题,提出一种综合考虑制造与装配误差的机械产品装配精度分析方法。该方法首先利用有限元分析机械装备零部件装配误差导致的变形,并提取发生形变的关键特征面;然后... 详细信息

针对由于公差设计不合理而导致的服役于复杂工况的机械装备性能下降等问题,提出一种综合考虑制造与装配误差的机械产品装配精度分析方法。该方法首先利用有限元分析机械装备零部件装配误差导致的变形,并提取发生形变的关键特征面;然后基于新一代几何技术规范(GPS)将特征面的变形转化为尺寸与形位公差数据,并与设计公差进行叠加,实现变形—误差—公差的转换;随后基于雅可比旋量理论,构建综合考虑制造与装配误差的公差分析模型支撑机械装备的公差精量化设计;最后以某型机载作动筒为工程应用对象,对比分析了是否考虑受力变形条件下装配精度分析的结果差异,结果显示该方法相较于原有方法具有更高的计算准确性,能为精密机械产品精度设计提供更加准确的指导。

关键词：雅可比旋量变形公差建模修正矩阵装配精度分析