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Fed-DFE: A Decentralized Function Encryption-Based Privacy-Preserving Scheme for Federated Learning

Computers, Materials & Continua 2022年第4期71卷 1867-1886页

作者： Zhe Sun jiyuan feng Lihua Yin Zixu Zhang Ran Li Yu Hu Chongning Na Cyberspace Institute of Advanced Technology(CIAT) Guangzhou UniversityGuangzhouChina School of Electrical and Data Engineering University of Technology SydneySydneyAustralia Zhejiang Lab HangzhouChina

Federated learning is a distributed learning framework which trains global models by passing model parameters instead of raw data.However,the training mechanism for passing model parameters is still threatened by gradient inversion,inference attacks,etc.With a lightweight encryption overhead,function encryption is a viable secure aggregation technique in federation learning,which is often used in combination with differential privacy.The function encryption in federal learning still has the following problems:a)Traditional function encryption usually requires a trust third party(TTP)to assign the keys.If a TTP colludes with a server,the security aggregation mechanism can be compromised.b)When using differential privacy in combination with function encryption,the evaluation metrics of incentive mechanisms in the traditional federal learning become invisible.In this paper,we propose a hybrid privacy-preserving scheme for federated learning,called Fed-DFE.Specifically,we present a decentralized multi-client function encryption algorithm.It replaces the TTP in traditional function encryption with an interactive key generation algorithm,avoiding the problem of collusion.Then,an embedded incentive mechanism is designed for function encryption.It models the real parameters in federated learning and finds a balance between privacy preservation and model accuracy.Subsequently,we implemented a prototype of Fed-DFE and evaluated the performance of decentralized function encryption algorithm.The experimental results demonstrate the effectiveness and efficiency of our scheme.

关键词： Decentralized function encryption incentive mechanism differential privacy federated learning

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Millisecond-timescale electrodeposition of platinum atom-doped molybdenum oxide as an efficient electrocatalyst for hydrogen evolution reaction

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Frontiers of Materials Science 2022年第3期16卷 171-180页

作者： Yi XIAO Wenxue SHANG jiyuan feng Airu YU Lu CHEN Liqiu ZHANG Hongxia SHEN Qiong CHENG Lichun LIU Song BAI College of Chemistry and Life Sciences Zhejiang Normal UniversityJinhua 321000China College of Biological Chemical Sciences and Engineering&Nanotechnology Research InstituteJiaxing UniversityJiaxing 314000China College of Petroleum Engineering Liaoning Petrochemical UniversityFushun 113000China Collegeof Chemistry Jilin Normal UniversityChangchun 130103China

We present a straightforward method for one-pot electrodeposition of platinum atoms-doped molybdenum oxide(Pt·MoO_(3-x))films and show their superior electrocatalytic activity in the hydrogen evolution reaction(HER).A~15-nm-thick Pt·MoO_(3-x) film was prepared by one-pot electrodeposition at-0.8 V for 1 ms.Due to considerably different solute concentrations,the content of Pt atoms in the electrode-posited composite electrocatalyst is low.No Pt crystals or islands were observed on the flat Pt-MoO_(3-x) films,indicating that Pt atoms were homogeneously dispersed within the MoO_(3-x) thin film.The catalytic performance and physicochemical features of Pt·MoO_(3-x) as a HER electrocatalyst were characterized.The results showed that our Pt·MoO_(3-x) film exhibits 23-and 11-times higher current density than Pt and MoO_(3-x) electrodeposited individually under the same conditions,respectively.It was found that the dramatic enhancement in the HER performance was principally due to the abundant oxygen defects.The use of the developed one-pot electrodeposition and doping method can potentially be extended to various catalytically active metal oxides or hydroxides for enhanced performance in various energy storage and conversion applications.

关键词： platinum molybdenum oxide electrodeposition hydrogen evolution reaction doping electrocatalyst

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清至民国初期贵州石阡地区的商业发展--以地方志为中心的考察

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安顺学院学报 2024年第1期26卷 69-74页

作者：周纪元石峰贵州师范大学历史与政治学院贵州贵阳550000

从不同时期的石阡地方志对于商业活动的记载中能够梳理出石阡商业化发展的线索。前辈学者基于地方志对石阡商业化发展的讨论多集中于茶业与纸业贸易,对地方志中所见场市完善和民间经济组织出现等方面的记载研究较少。以地方志为中心考... 详细信息

从不同时期的石阡地方志对于商业活动的记载中能够梳理出石阡商业化发展的线索。前辈学者基于地方志对石阡商业化发展的讨论多集中于茶业与纸业贸易,对地方志中所见场市完善和民间经济组织出现等方面的记载研究较少。以地方志为中心考察石阡的商业变化,对于完善黔东基层市场研究与民间经济组织研究具有积极作用。

关键词：贵州石阡商业化基础商业化发展场市民间经济组织

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考虑上覆压力影响的现场液化试验研究

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岩土工程学报 2024年第3期46卷 558-566页

作者：付海清伊纪祥冯陆伟杨济源山东建筑大学土木工程学院山东济南250101 建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室山东济南250101

现场液化试验,是近些年国际上发展的一种研究土壤液化的新方法。目前已开展的现场液化试验,可液化土的上覆压力基本在20 kPa以下,与真实场地存在差距,使得以此研究液化问题的价值大打折扣。基于“多工况、可重复、易操作、低成本”的设... 详细信息

现场液化试验,是近些年国际上发展的一种研究土壤液化的新方法。目前已开展的现场液化试验,可液化土的上覆压力基本在20 kPa以下,与真实场地存在差距,使得以此研究液化问题的价值大打折扣。基于“多工况、可重复、易操作、低成本”的设想,提出一套可考虑上覆压力影响的现场液化试验技术,设计完成2次不同上覆压力(25,50 kPa)的饱和砂、干砂对比试验,分析其动力响应规律及特征,并与已有认识对比,验证试验技术的可靠性。研究表明:(1)新提出的试验孔压比这一概念,可作为评价考虑上覆压力影响的现场液化试验是否成功的基本指标;(2)在低上覆压力水平(0~50 kPa)下,大致对应真实场地0~5 m的埋深,上覆压力是影响土壤液化响应的敏感因素,应需重视;(3)当饱和砂的体应变在0.1%~1%时,孔压迅速且大幅度发展。当孔压比发展到0.6左右时,同等工况下的干砂、饱和砂的地表沉降响应出现差异。本文研究成果,为1g重力环境下,以更接近真实场地的模拟条件开展土壤液化问题研究,提供一种可能的新手段。

关键词：土壤液化现场试验上覆压力超静孔压地表沉降

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山西地堑系太原盆地晚新生代沉积环境演化及物源分析

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沉积学报 2024年第2期42卷 486-501页

作者：庄其天何宏林魏荣珠王忠梅石峰闫纪元中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 山西太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站北京100029 山西省地质调查院太原030006 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

【目的】山西地堑系因其独特的大地构造位置成为研究中国东部晚新生代变形的热点地区,然而受露头剖面的局限,目前少有报道地堑系盆地完整的沉积环境演化的工作,对进一步认识地堑系演化过程造成了困难。【方法】通过太原盆地ZK01钻孔揭... 详细信息

【目的】山西地堑系因其独特的大地构造位置成为研究中国东部晚新生代变形的热点地区,然而受露头剖面的局限,目前少有报道地堑系盆地完整的沉积环境演化的工作,对进一步认识地堑系演化过程造成了困难。【方法】通过太原盆地ZK01钻孔揭露的约8.1 Ma以来的详细沉积记录,开展了沉积环境和物源分析工作。【结果和结论】沉积环境分析表明太原盆地经历了河流—三角洲/湖泊—河流的沉积环境演化过程,其中分别在5.8~4.4 Ma和2.2~1.6 Ma发育两期覆盖整个太原盆地的湖泊。物源分析表明在5.8 Ma前后存在物源转变。5.8 Ma以前物源主要来自东部太行山脉的侏罗系石英砂岩;5.8 Ma以后物源转为以三叠系长石砂岩为主,同时吕梁山北部的变质岩和火山岩碎屑进入盆地,表明汾河开始流入太原盆地。太原盆地沉积环境演化与区域古气候和构造的关系,表明盆地的湖泊扩展过程主要受构造沉降控制,是青藏高原东向扩展作用的构造—地貌响应。

关键词：山西地堑系太原盆地沉积环境物源分析古气候

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A goal-based approach for modeling and simulation of different types of system-of-systems

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Journal of Systems Engineering and Electronics 2023年第3期34卷 627-640页

作者： feng Yimin ZHOU Chenchu ZOU Qiang LIU Yusheng LYU jiyuan WU Xinfeng State Key Lab of CAD&CG Zhejiang UniversityHangzhou 310027China Xi’an Aerospace Propulsion Institute Xi’an 710100China China Astronaut Research and Trainning Center Beijing 100094China

A system of systems(SoS)composes a set of independent constituent systems(CSs),where the degree of authority to control the independence of CSs varies,depending on different SoS types.Key researchers describe four SoS types with descending levels of central authority:directed,acknowledged,collaborative and virtual.Although the definitions have been recognized in SoS engineering,what is challenging is the difficulty of translating these definitions into models and simulation environments.Thus,we provide a goal-based method including a mathematical baseline to translate these definitions into more effective agent-based modeling and simulations.First,we construct the theoretical models of CS and SoS.Based on the theoretical models,we analyze the degree of authority influenced by SoS characteristics.Next,we propose a definition of SoS types by quantitatively explaining the degree of authority.Finally,we recognize the differences between acknowledged SoS and collaborative SoS using a migrating waterfowl flock by an agentbased model(ABM)simulation.This paper contributes to the SoS body of knowledge by increasing our understanding of the degree of authority in an SoS,so we may identify suitable SoS types to achieve SoS goals by modeling and simulation.

关键词： simulation systems agent-based modeling systemsof-systems(SoS) systems thinking

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热解温度对不同种类易腐垃圾生物质炭理化特性的影响

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环境科学研究 2024年第5期37卷 1150-1161页

作者：赵亭嫚杜佳达冯博胡纪元李文健张敏单胜道张进施赟浙江科技大学环境与资源学院浙江省废弃生物质循环利用和生态处理重点实验室浙江杭州310023 温州市生态环境科学研究院浙江温州325000 金华生物质产业科技研究院浙江金华321013

随着垃圾分类政策的推行,易腐垃圾减量化、无害化、资源化处理越来越重要,热解炭化是一条具有环境效益和经济效益的处理途径.本研究利用扫描电镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱及比表面积分析等表征方法,系统地分析了热解温度对6种易腐垃... 详细信息

随着垃圾分类政策的推行,易腐垃圾减量化、无害化、资源化处理越来越重要,热解炭化是一条具有环境效益和经济效益的处理途径.本研究利用扫描电镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱及比表面积分析等表征方法,系统地分析了热解温度对6种易腐垃圾生物质炭(甘蔗皮炭、豌豆荚炭、橘子皮炭、柚子皮炭、桂圆皮炭和厨余垃圾炭)理化特性的影响.结果表明:①热解温度是影响生物质炭理化特性的关键因子,随热解温度的升高,易腐垃圾炭产率降低,灰分含量、pH和EC值增大,表面-OH、C-H、C=O、C=C和C-O-C等官能团含量减少,CaC_(2)O_(4)和K_(2)C_(2)O_(4)等草酸盐逐步分解为CaCO_(3)和K_(2)CO_(3).当热解温度为650℃时,厨余垃圾炭的产率、灰分含量、pH分别为41.7%、57.4%、9.8.②生物质原料种类是影响生物质炭理化特性的另一关键因子,不同种类的生物质炭表面元素含量、比表面积和形貌结构等参数均不相同,厨余垃圾炭的产率、灰分含量、表面钠元素和钙元素含量明显高于其他易腐垃圾炭.③易腐垃圾热解炭化主要包括脱水、脱羧、聚合、芳构化等过程,采用热解炭化技术处理易腐垃圾的毛利润约为630元/t,既具有环境效益又具有经济效益.上述研究结果为拓宽易腐垃圾炭资源化利用途径提供了基础数据,可有效助力无废城市建设.

关键词：热解温度易腐垃圾炭化理化特性

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基于SLAM技术的移动式三维激光扫描仪在地震救援中的应用

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中国应急救援 2024年第3期 33-38页

作者：闫纪元李宁王盈宋光张雪华张硕南冯军中国地震应急搜救中心

地震救援现场建筑结构评估是施行生命搜救作业的前提,也是进行安全施救的保障。基于SLAM(Simultaneous localization and mapping,即时定位与地图构建)技术的移动式三维激光扫描仪具有体积小、重量轻、可多平台搭载移动作业等多种优点,... 详细信息

地震救援现场建筑结构评估是施行生命搜救作业的前提,也是进行安全施救的保障。基于SLAM(Simultaneous localization and mapping,即时定位与地图构建)技术的移动式三维激光扫描仪具有体积小、重量轻、可多平台搭载移动作业等多种优点,其“所见即所得”的特点为进行地震救援现场建筑物结构安全评估提供了便利。本文以“应急使命·2023”演习场地和2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震现场为例,对移动式三维激光扫描仪在地震救援中的应用进行验证。通过移动式三维激光扫描仪对救援场地进行扫描,获取点云数据开展建模,并对场地的分区布局、建筑类型、建筑结构等特征数据进行提取,在此基础上进行建筑物结构安全评估工作。结果表明基于SLAM技术的移动式三维激光扫描仪具有易于携带、操作简单、作业高效、测量精度高的特点,为地震救援现场开展现场评估工作提供了新的技术方法,具有良好的应用前景。

关键词：移动式三维激光扫描仪 SLAM 技术地震救援应急使命·2023 甘肃积石山6.2级地震

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百合乌药汤通过抑制mTOR增强肝脏自噬改善非酒精性脂肪性肝病

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中国实验方剂学杂志 2024年第7期30卷 66-77页

作者：王瑞班甜甜薛丽会冯欣怡郭纪元李佳琪蒋声赫韩小蕾胡宝丰张文丽吴乃君李爽齐亚娟华北理工大学药学院河北唐山063210 迁安中医医院河北唐山064400 华北理工大学综合测试和分析中心河北唐山063210 华北理工大学附属医院河北唐山063210 华北理工大学公共卫生学院河北唐山064400 华北理工大学基础医学院河北唐山063210 唐山市新药基础研究重点实验室河北唐山063210 河北省慢性疾病基础医学重点实验室河北唐山063210

目的:考察百合乌药汤对非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的治疗作用,并探讨其作用机制。方法:将C57BL/6J小鼠随机分为6组,正常组、模型组、盐酸吡格列酮组(盐酸吡格列酮1.95×10^(-3) g·kg^(-1))、百合乌药汤低、中、高剂量组(1.3、2.5、5.1 ... 详细信息

目的:考察百合乌药汤对非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的治疗作用,并探讨其作用机制。方法:将C57BL/6J小鼠随机分为6组,正常组、模型组、盐酸吡格列酮组(盐酸吡格列酮1.95×10^(-3) g·kg^(-1))、百合乌药汤低、中、高剂量组(1.3、2.5、5.1 g·kg^(-1)),每组8只。采用60%高脂饮食(HFD)饲喂12周后,进行百合乌药汤给药治疗。每日给药2次,连续6周,每周监测体质量。第5周进行葡萄糖耐量(GTT)与胰岛素耐受(ITT)实验;然后处死小鼠取肝脏和血清,同时称量肝脏、附睾脂肪(e WAT)和皮下脂肪(i WAT)质量。检测血清总甘油三酯(TG)、肝功能指标:丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)。分别用油红O染色、苏木素-伊红(HE)染色、马松(Masson)染色和透射电子显微镜观察小鼠肝脏脂质沉积、病理形态学及超微结构的变化。采用蛋白免疫印迹法(Western blot)和实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测胰岛素信号通路分子:胰岛素受体底物1/2/蛋白激酶B/叉头框蛋白O1(IRS1/2/Akt/Fox O1);糖原合成酶:磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(Pepck)和葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase);脂质代谢相关基因:硬脂酰辅酶A去饱和酶-1(SCD-1)和肉碱棕榈酰转移酶(CPT-1);纤维化相关分子:α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、Ⅰ型胶原蛋白(CollagenⅠ)和纤维化传统信号通路:转化生长因子β_(1)/Smad蛋白2/3(TGF-β_(1)/p-Smad/Smad2/3);炎症因子:白细胞介素(IL)-6、IL-8、IL-11和IL-1β;细胞自噬标志物:微管相关蛋白轻链3B(LC3B)Ⅱ/Ⅰ、螯合体(p62/SQSTM1);及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m TOR)在基因水平或蛋白水平的表达。结果:与模型组比较,百合乌药汤降低NAFLD小鼠体质量和肝重(P<0.05,P<0.01),抑制肝脏脂质积累;减轻白色脂肪质量:降低e WAT和i WAT质量(P<0.05,P<0.01),降低血清TG含量(P<0.05,P<0.01);改善肝功能:降低ALT、AST含量(P<0.05,P<0.01);改善肝脏胰岛素抵抗(IR):上调IRS2、磷酸化(p)-Akt/Akt、p-Fox O1/Fox O1(P<0.05)的蛋白表达;改善糖脂代谢紊乱:降低空腹血糖和餐后血糖(P<0.05,P<0.01),改善GTT与ITT(P<0.05,P<0.01),降低Pepck、G6Pase、SCD-1(P<0.01),升高CPT-1(P<0.01)的基因表达;减轻肝脏纤维化:下调α-SMA、CollagenⅠ、TGF-β_(1)(P<0.05,P<0.01),降低p-Smad/Smad2/3(P<0.05)的蛋白表达;抑制炎症相关因子:降低IL-6、IL-8、IL-11和IL-1β(P<0.01)的基因表达;增强自噬功能:上调LC3BⅡ/Ⅰ(P<0.05),下调p62/SQSTM1、m TOR(P<0.05)的蛋白表达。结论:百合乌药汤通过改善IR和糖脂代谢紊乱、抗炎、抗纤维化等多种途径改善NAFLD,其机制还涉及抑制m TOR介导的信号通路而增强肝脏自噬。

关键词：百合乌药汤非酒精性脂肪性肝病肥胖胰岛素抵抗(IR) 自噬

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农业机器人采摘目标识别技术研究——基于FCM模糊聚类算法

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农机化研究 2024年第3期46卷 30-33,41页

作者：冯高峰济源职业技术学院河南济源459000

介绍了FCM(Fuzzy C-Means)模糊聚类算法的原理,采用权重分配的方法对该算法进行了改进,通过建立模糊的相似矩阵,对目标对象的特征聚类图进行分析,并引入隶属度矩阵对FCM算法进行优化,以加快算法的迭代速度。实验结果表明:农业机器人采... 详细信息

介绍了FCM(Fuzzy C-Means)模糊聚类算法的原理,采用权重分配的方法对该算法进行了改进,通过建立模糊的相似矩阵,对目标对象的特征聚类图进行分析,并引入隶属度矩阵对FCM算法进行优化,以加快算法的迭代速度。实验结果表明:农业机器人采用该方法对农作物轮廓分割识别度较高,算法计算效率较快,验证了其可靠性,该方法可用于目标农作物的分割和目标识别。

关键词：农业机器人 FCM 模糊聚类隶属度矩阵目标识别

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