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QBIoT:A Quantum Blockchain Framework for IoT with an Improved Proof-of-Authority Consensus Algorithm and a Public-Key Quantum Signature

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Computers, Materials & Continua 2024年第7期80卷 1727-1751页

作者： Ang Liu Qing Zhang Shengwei Xu huamin feng Xiu-bo Chen Wen Liu Network and Information Management Division Beijing Electronic Science and Technology InstituteBeijing100070China Department of Cyberspace Security Beijing Electronic Science and Technology InstituteBeijing100070China Information Security Institute Beijing Electronic Science and Technology InstituteBeijing100070China General Office Beijing Electronic Science and Technology InstituteBeijing100070China Information Security Center State Key Laboratory of Networking and Switching TechnologyBeijing University of Posts and TelecommunicationsBeijing100876China

The Internet of Things(IoT)is a network system that connects physical devices through the Internet,allowing them to ***,IoT has become an integral part of our lives,offering convenience and smart ***,the growing number of IoT devices has brought about a corresponding increase in cybersecurity threats,such as device vulnerabilities,data privacy concerns,and network *** blockchain technology with IoT has proven to be a promising approach to enhance IoT ***,the emergence of quantum computing poses a significant challenge to the security of traditional classical cryptography used in blockchain,potentially exposing it to quantum *** support the growth of the IoT industry,mitigate quantum threats,and safeguard IoT data,this study proposes a robust blockchain solution for IoT that incorporates both classical and post-quantum security ***,we present the Quantum-Enhanced Blockchain Architecture for IoT(QBIoT)to ensure secure data sharing and integrity ***,we propose an improved Proof of Authority consensus algorithm called“Proof of Authority with Random Election”(PoARE),implemented within QBIoT for leader selection and new block ***,we develop a publickey quantum signature protocol for transaction verification in the ***,a comprehensive security analysis of QBIoT demonstrates its resilience against cyber threats from both classical and quantum *** summary,this research introduces an innovative quantum-enhanced blockchain solution to address quantum security concernswithin the realmof *** proposedQBIoT framework contributes to the ongoing development of quantum blockchain technology and offers valuable insights for future research on IoT security.

关键词： IoT quantum blockchain public-key quantum signature quantum hash function

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Rumor detection with self-supervised learning on texts and social graph

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Frontiers of Computer Science 2023年第4期17卷 155-169页

作者： Yuan GAO Xiang WANG Xiangnan HE huamin feng Yongdong ZHANG School of Information Science and Technology University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China Beijing Electronic Science and Technology Institute Beijing 102627China

Rumor detection has become an emerging and active research field in recent *** the core is to model the rumor characteristics inherent in rich information,such as propagation patterns in social network and semantic patterns in post content,and differentiate them from the ***,existing works on rumor detection fall short in modeling heterogeneous information,either using one single information source only(e.g.,social network,or post content)or ignoring the relations among multiple sources(e.g.,fusing social and content features via simple concatenation).Therefore,they possibly have drawbacks in comprehensively understanding the rumors,and detecting them *** this work,we explore contrastive self-supervised learning on heterogeneous information sources,so as to reveal their relations and characterize rumors ***,we supplement the main supervised task of detection with an auxiliary self-supervised task,which enriches post representations via post ***,given two heterogeneous views of a post(i.e.,representations encoding social patterns and semantic patterns),the discrimination is done by maximizing the mutual information between different views of the same post compared to that of other *** devise cluster-wise and instance-wise approaches to generate the views and conduct the discrimination,considering different relations of information *** term this framework as self-supervised rumor detection(SRD).Extensive experiments on three real-world datasets validate the effectiveness of SRD for automatic rumor detection on social media.

关键词： rumor detection graph neural networks selfsupervised learning social media

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Quantum-Enhanced Blockchain: A Secure and Practical Blockchain Scheme

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Computers, Materials & Continua 2023年第7期76卷 259-277页

作者： Ang Liu Xiu-Bo Chen Gang Xu Zhuo Wang Xuefen feng huamin feng Information Security Center State Key Laboratory of Networking and Switching TechnologyBeijing University of Posts and TelecommunicationsBeijing100876China Network and Information Management Division Beijing Electronic Science and Technology InstituteBeijing100070China School of Information Science and Technology North China University of TechnologyBeijing100144China School of Artificial Intelligence Beijing University of Posts TelecommunicationsBeijing100876China Mathematics Teaching and Research Center Beijing Fengtai Yihai High SchoolBeijing100070China General Office Beijing Electronic Science and Technology InstituteBeijing100070China

The rapid advancement of quantum technology poses significant security risks to blockchain ***,quantum technology can also provide solutions for enhancing blockchain *** this paper,we propose a quantum-enhanced blockchain scheme to achieve a high level of security against quantum computing *** first discuss quantum computing attacks on classic blockchains,including attacks on hash functions,digital signatures,and consensus *** then introduce quantum technologies,such as a quantum hash function(QHF),a quantum digital signature(QDS),and proof of authority(PoA)consensus mechanism,into our scheme to improve the security of the blockchain *** security analysis demonstrates that our scheme offers superior security against quantum and classic ***,we compare our scheme with previous works,showing that our scheme has achieved a perfect balance in terms of practicality,reliability,scalability,and ***,this work contributes to the ongoing research on quantum blockchain in the quantum era.

关键词： Quantum blockchain quantum hash function quantum digital signature

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TIM: threat context-enhanced TTP intelligence mining on unstructured threat data

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Cybersecurity 2022年第2期5卷 10-26页

作者： Yizhe You Jun Jiang Zhengwei Jiang Peian Yang Baoxu Liu huamin feng Xuren Wang Ning Li Institute of Information Engineering Chinese Academy of SciencesBeijing100093China School of Cyber Security University of Chinese Academy of SciencesBeijing100029China College of Information Engineering Capital Normal UniversityBeijing100048China Beijing Electronic Science and Technology Institute Beijing102627China

TTPs (Tactics, Techniques, and Procedures), which represent an attacker’s goals and methods, are the long period and essential feature of the attacker. Defenders can use TTP intelligence to perform the penetration test and compensate for defense deficiency. However, most TTP intelligence is described in unstructured threat data, such as APT analysis reports. Manually converting natural language TTPs descriptions to standard TTP names, such as ATT&CK TTP names and IDs, is time-consuming and requires deep expertise. In this paper, we define the TTP classification task as a sentence classification task. We annotate a new sentence-level TTP dataset with 6 categories and 6061 TTP descriptions from 10761 security analysis reports. We construct a threat context-enhanced TTP intelligence mining (TIM) framework to mine TTP intelligence from unstructured threat data. The TIM framework uses TCENet (Threat Context Enhanced Network) to find and classify TTP descriptions, which we define as three continuous sentences, from textual data. Meanwhile, we use the element features of TTP in the descriptions to enhance the TTPs classification accuracy of TCENet. The evaluation result shows that the average classification accuracy of our proposed method on the 6 TTP categories reaches 0.941. The evaluation results also show that adding TTP element features can improve our classification accuracy compared to using only text features. TCENet also achieved the best results compared to the previous document-level TTP classification works and other popular text classification methods, even in the case of few-shot training samples. Finally, the TIM framework organizes TTP descriptions and TTP elements into STIX 2.1 format as final TTP intelligence for sharing the long-period and essential attack behavior characteristics of attackers. In addition, we transform TTP intelligence into sigma detection rules for attack behavior detection. Such TTP intelligence and rules can help defenders deploy lon

关键词： TTPs Threat intelligence Natural language processing(NLP) Advanced persistent threat(APT)

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Story Segmentation in News video

Story Segmentation in News video

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2005 International Conference on Neural Networks and Brain(ICNN&B’05)

作者： huamin feng Xiaofei Zhai Jingwang Fan Yong Fang Key Laboratory of Security and Secrecy of Information Telecommunication Engineering College BUPT University Communication Engineering College YanShan University

ISBN: (纸本)0780394224;9780780394223

＜正＞This paper presents a two-level framework for news video *** system is established based upon a similar framework as in[Chaisorn et al.2002].We extended the original framework by adding rule-based pre-segmentation module and new *** perform Decision Trees at the shot level and HMM（Hidden Markov models） analysis at the story level *** result with 24 hours（967 story units） training and 18 hours（718 story units） testing CCTV-9（China Central TV-International） news videos show that our framework can achieve 96.3%in terms of F1 based on our ground truth which have been correctly tagged.

关键词： Hidden Markov models Weather forecasting Laboratories Information security Educational institutions Decision trees Performance analysis Logic Feature extraction Layout

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基于带智能卡的移动终端实现的隐私保护的属性票据方案

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通信学报 2022年第10期43卷 26-41页

作者：史瑞封化民谢惠琴史国振刘飚杨旸王勇北京邮电大学网络空间安全学院北京100876 北京电子科技学院北京100070 福州大学数学与计算机科学学院福建福州350108 不详

为了解决现有电子票据系统难以在资源受限设备中部署,以及无法防止票据在未授权设备之间共享的问题,提出了基于带智能卡的移动终端实现的隐私保护的属性票据方案。其中,智能卡为安全可信但资源受限的核心设备,负责存储密钥信息并处理轻... 详细信息

为了解决现有电子票据系统难以在资源受限设备中部署,以及无法防止票据在未授权设备之间共享的问题,提出了基于带智能卡的移动终端实现的隐私保护的属性票据方案。其中,智能卡为安全可信但资源受限的核心设备,负责存储密钥信息并处理轻量级的运算;智能终端为功能强大的辅助设备,负责处理与密钥无关但耗时的运算。首先,结合伪随机函数、匿名的临时身份方案、带随机化标签的可聚合签名和Pointcheval-Sanders签名,构造了一个可在带智能卡的移动终端部署的支持属性策略的电子票据方案;其次,给出了电子票据的安全模型并证明了所提方案满足不可链接性和不可伪造性;最后,在个人计算机、国产智能卡(爱信诺ACH512)和智能手机(华为荣耀9i)上实现了所提方案,对比和实验结果表明了所提方案的高效性。

关键词：电子票据隐私保护智能卡智能手机数字签名

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基于模分量的同态加密方法研究与应用

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信息安全学报 2023年第5期8卷 27-46页

作者：于浩洋封化民李晓东金鑫刘飚北京邮电大学网络空间安全学院北京100876 北京电子科技学院北京100070

随着云计算的发展,海量数据的处理正逐渐从用户本地转向云服务器,然而数据本身可能携带大量用户隐私,且一旦用户将数据上传至云服务器,就失去了对数据的完全掌控能力,该类数据一旦被非法获取,用户身份、行为、偏好等各类隐私就可能被暴... 详细信息

随着云计算的发展,海量数据的处理正逐渐从用户本地转向云服务器,然而数据本身可能携带大量用户隐私,且一旦用户将数据上传至云服务器,就失去了对数据的完全掌控能力,该类数据一旦被非法获取,用户身份、行为、偏好等各类隐私就可能被暴露。因此,如何保证在不暴露原始数据的情况下让受委托的云服务器在密文下执行运算成为一个重要的研究课题。本文基于密码学和计算机视觉相关理论,针对隐私数据安全处理的问题,以模分量的同态性质为基础设计了两种加密方法,分别为基于混淆模分解的同态加密方法和基于密模聚合的同态加密方法,并给出了安全性分析。并将这两种方法应用于视觉盲计算领域中,实现计算方在无需获取任何原始数据有效信息的密文条件下,完成对数据的盲处理,实现了数据的可用不可见。实验结果表明,基于密模聚合模同态加密的运动目标盲提取方法,在多数测试场景中能在不降低原始算法准确率的前提下,在时间效率上明显优于基于混合高斯模型的运动目标盲提取和基于多服务器秘密共享的前景提取等方法;基于混淆模分解同态加密的人脸盲检测方法,能在不降低原始人脸检测算法识别的准确率前提下,实现视频监控人脸的盲检测,且检测速度大幅度快于基于随机子图的隐秘人脸检测方法和基于随机向量的隐秘人脸检测等算法。

关键词：同态加密视觉盲计算运动目标盲提取人脸盲检测

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高效的强隐私保护和可转让的属性票据方案

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通信学报 2022年第3期43卷 63-75页

作者：封化民史瑞袁峰李艳俊杨旸北京邮电大学网络空间安全学院北京100876 北京电子科技学院信息安全研究所北京100070 中国航天科工集团第二研究院706所北京100854 中国电子科技集团第十五研究所北京100846 福州大学数学与计算机科学学院福建福州350108

为了解决电子票据中面临的效率低、灵活性差和隐私保护不全面的问题,提出了高效的强隐私保护且可转让的属性票据方案。首先,结合属性证书和集合承诺构建了基于属性泄露的票据购买算法;其次,利用等价类上的结构保持签名和动态可延展签名... 详细信息

为了解决电子票据中面临的效率低、灵活性差和隐私保护不全面的问题,提出了高效的强隐私保护且可转让的属性票据方案。首先,结合属性证书和集合承诺构建了基于属性泄露的票据购买算法;其次,利用等价类上的结构保持签名和动态可延展签名降低了票据购买的计算复杂度,实现了常数复杂度的票据转让和票据验证;再次,为了杜绝恶意的验票方根据卖方身份猜测用户信息的可能,在票据验证中同时实现了用户和卖方的匿名性;最后,给出了方案的安全性定义,并将其安全性规约到普通密码学假设或已证明安全的密码学原语的安全性上。对比和实验结果表明了所提方案的灵活性和高效性。

关键词：属性票据隐私保护匿名证书结构保持签名

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一种基于生物启发特征优化的Android恶意软件检测方法

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计算机应用与软件 2022年第6期39卷 309-314,341页

作者：黄啸晨封化民刘飚王子晔鱼海洋葛鸽西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 北京电子科技学院北京100070

针对Android恶意软件检测中特征数量庞大、检测精度低下的问题,提出一种基于离散二进制鲸鱼优化算法(Binary Whale Optimization Algorithm,BWOA)进行特征优化的Android恶意软件检测方法。该方法获取Android软件的权限、组件和API信息... 详细信息

针对Android恶意软件检测中特征数量庞大、检测精度低下的问题,提出一种基于离散二进制鲸鱼优化算法(Binary Whale Optimization Algorithm,BWOA)进行特征优化的Android恶意软件检测方法。该方法获取Android软件的权限、组件和API信息构建特征向量,采用信息增益(IG)过滤去除冗余特征和不相干特征,降低BWOA的搜索空间;利用BWOA选择最优特征子集,并同步优化SVM分类器的关键参数,提出一种基于分类准确率、特征子集长度、支持向量个数的新适应度函数作为优化算法的评判标准。实验结果表明,该方法能够有效获取最优特征子集并同步优化SVM关键参数,具有很好的自适应性和较高的检测精度。

关键词： Android恶意软件检测特征优化信息增益鲸鱼优化算法支持向量机

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碳纤维复合材料纵扭超声振动辅助钻孔仿真研究

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工具技术 2024年第1期58卷 114-117页

作者：金杨杨林锋王华敏南昌航空大学航空制造工程学院

针对碳纤维复合材料(CFRP)钻孔易发生缺陷、孔的质量难保证和效率低等问题,基于Hashin准则和PUCK准则构建碳纤维复合材料本构模型子程序,建立CFRP纵扭超声振动辅助钻孔三维实体有限元模型。与普通钻孔过程的轴向力变化情况进行对比,分... 详细信息

针对碳纤维复合材料(CFRP)钻孔易发生缺陷、孔的质量难保证和效率低等问题,基于Hashin准则和PUCK准则构建碳纤维复合材料本构模型子程序,建立CFRP纵扭超声振动辅助钻孔三维实体有限元模型。与普通钻孔过程的轴向力变化情况进行对比,分析主轴转速、进给速度、频率、振幅、纤维铺层角度和钻头顶角对轴向力的影响。结果表明:轴向力随进给速度、频率和钻头顶角的增大而增大,随主轴转速增大而减小,随振幅增大先减小后增大,随纤维铺层角度增大先增大后减小。

关键词：碳纤维复合材料纵扭超声振动钻削有限元仿真轴向力

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