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基于雾计算的电力信息高效存储与共享算法

沈阳工业大学学报 2024年第1期46卷 1-6页

作者：刘成江张千千黎燕张洪四川大学电气工程学院四川成都610065 国家电网有限公司西南分部四川成都610041

针对电力信息数据量较大且存储速度较慢的问题,提出了一种基于雾计算的电力信息存储与共享方法。该方法包含了基于差分同步的数据存储方式与基于雾计算的组合数据共享机制。数据存储方法将一部分数据的计算和存储工作转移到雾服务器中,... 详细信息

针对电力信息数据量较大且存储速度较慢的问题,提出了一种基于雾计算的电力信息存储与共享方法。该方法包含了基于差分同步的数据存储方式与基于雾计算的组合数据共享机制。数据存储方法将一部分数据的计算和存储工作转移到雾服务器中,以减少云计算平台的工作负载,从而实现更高效的数据存储;组合数据共享机制通过在雾端建立虚拟化数据共享机制来防止电力信息数据的丢失、损坏及恶意修改。仿真实验与结果表明,该方法能显著减少云服务器的响应次数,进而减轻云计算的负担,具有更高的数据恢复率,相比于传统方法,所提方法可实现高效、安全的电力信息存储及共享。

关键词：云数据数据存储数据安全雾计算组合共享数据共享差分同步虚拟化

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基于雾计算的多用户卸载与资源优化研究

基于雾计算的多用户卸载与资源优化研究

作者：王硬北方工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着第五代移动通信(Fifth-Generation,5G)技术的发展,雾计算(Fog Computing,FC)逐渐成为通信领域最热门的研究方向之一。与本地计算相比,雾节点(Fog Node,FN)有着较为丰富的资源,可以实时性任务处理,使得用户设备(User Equipmen... 详细信息

近年来,随着第五代移动通信(Fifth-Generation,5G)技术的发展,雾计算(Fog Computing,FC)逐渐成为通信领域最热门的研究方向之一。与本地计算相比,雾节点(Fog Node,FN)有着较为丰富的资源,可以实时性任务处理,使得用户设备(User Equipment,UE)的计算能力得到扩展和提升了网络架构整体性能。相比于远程云计算模式,它更接近用户层,可以提供低时延低能耗的绿色服务。FN的资源存储能力远远不如云服务器丰富,但是对于一些密集计算任务,云计算依然是不可缺少的。因此,如何实现雾云两大计算范式结构的结合,形成一个高效协同网络架构是当前FC研究与应用的关键问题。在FC网络架构中,任务通过卸载策略至FN,以减少自身的损耗。然而,由于FN资源的限制,在面对多用户卸载的海量任务数据显得力不从心。因此,如何在资源有限的条件下获得最佳的资源分配方案和计算卸载策略仍是重点关注问题。内容缓存(Content Cache,CC)是高效的解决方案,它可以将请求任务以概率提前存储,不仅减少了传输时延,还缓解了网络的传输压力和节省了带宽资源,极度提升了服务质量。面对多用户任务的动态请求,开展FC的缓存辅助协同卸载策略和资源分配机制研究具有重大的应用价值和现实意义。本文主要工作如下:研究了云-雾协同网络中的多用户计算卸载和资源分配问题,将任务执行成本衡量为时延、能耗和云租赁成本的加权和,以此构建了优化问题的数学模型。将优化问题划分为固定卸载决策的资源分配问题和已知资源分配方式对应的最优值卸载问题。资源分配分为雾计算资源和传输功率的分配,分别使用凸优化和KKT条件求解。对模拟退火(Simulated Annealing,SA)算法的内循环进行了改进,并加入了记忆函数,得到了改进的模拟退火(Novel Simulated Annealing,N-SA)算法,用于解决与最优资源分配问题对应的最优值卸载问题。通过仿真实验验证所提算法的性能,与贪婪卸载联合资源分配(Greedy Offloading Joint Resource Allocation,GO-JRA)算法相比,节省了17%的系统成本。在云雾协同网络下研究了缓存辅助多用户计算卸载策略旨在降低任务执行成本。搭建了多层缓存辅助卸载和雾节点聚类模型,在此基础上推导出优化问题表达式,提出了缓存辅助的协同卸载策略(Cache-Assisted Collaborative Offloading Strategy,CACOS)解决上述问题。FN之间的协作可以使网络架构处理更多类型的任务数据,研究了FN的聚类簇协作策略,达到二次优化缓存命中的成本。仿真结果表明,CACOS算法在卸载成本和任务完成等方面优于其他基准算法。

关键词：雾计算计算卸载资源分配内容缓存凸优化

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基于雾计算的制造物联网数据处理技术综述

计算机与现代化 2024年第1期 13-20页

作者：韩坤王政段俊勇杨化林青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061

制造物联网(MIoT)是一种将制造业生产系统与互联网连接相结合的技术,数据处理更是在制造物联网中发挥着至关重要的作用。随着制造业规模的不断扩大,传统的云计算已经逐渐不能满足数据处理的需求,雾计算的发展则能有效地减少决策延迟,提... 详细信息

制造物联网(MIoT)是一种将制造业生产系统与互联网连接相结合的技术,数据处理更是在制造物联网中发挥着至关重要的作用。随着制造业规模的不断扩大,传统的云计算已经逐渐不能满足数据处理的需求,雾计算的发展则能有效地减少决策延迟,提高系统效率。本文概述基于雾计算的制造物联网数据处理技术,首先介绍MIoT数据的产生、特点,以及数据处理过程中所要面对的挑战。其次,介绍基于雾计算的MIoT数据处理架构。然后,介绍雾计算数据处理的关键技术。最后,介绍该架构在部署时需要面对的挑战,以及雾计算在MIoT中应用的未来发展方向。

关键词： MIoT 数据处理技术雾计算数据安全

融合区块链数据结构的雾计算数据传输方法研究

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数字通信世界 2024年第6期 30-32,36页

作者：彭永倩黔南民族职业技术学院大数据与电子商务系贵州都匀558022

针对现有的雾计算网络数据传输安全性差、加密解密烦琐等问题,该文提出一种融合区块链结构的雾计算通信网络传输方法。该方法首先构建动态更新词向量模型,将雾计算网络中的明文数据映射至对应的词向量空间;然后对区块链数据结构进行改进... 详细信息

针对现有的雾计算网络数据传输安全性差、加密解密烦琐等问题,该文提出一种融合区块链结构的雾计算通信网络传输方法。该方法首先构建动态更新词向量模型,将雾计算网络中的明文数据映射至对应的词向量空间;然后对区块链数据结构进行改进,将对应的词向量数据转化为对应的区块数据;最后对雾计算网络的节点和网络架构进行设计。实验结果表明,该方法比现有方法在数据传输效率、安全性及完整性等方面均具有很大优势。

关键词：物联网雾计算词向量区块数据结构雾计算网络架构

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基于GWO与PSO融合优化算法的雾计算资源分配研究

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长江信息通信 2024年第4期37卷 220-222页

作者：贺涛中通服咨询设计研究院有限公司江苏南京210019

针对雾计算资源分配问题,文章通过结合灰狼优化算法(GWO)较好的全局搜索能力以及粒子群优化算法(PSO)良好的算法收敛能力而提出了一种新的资源分配思路。此外优化算法权重取值对算法性能的影响较大,文章引入一种自适应权重策略来调节算... 详细信息

针对雾计算资源分配问题,文章通过结合灰狼优化算法(GWO)较好的全局搜索能力以及粒子群优化算法(PSO)良好的算法收敛能力而提出了一种新的资源分配思路。此外优化算法权重取值对算法性能的影响较大,文章引入一种自适应权重策略来调节算法的权重,以优化算法对于节点资源分配准确度和效率。实验结果表明,该文提出的算法在雾计算资源分配问题上具有更好的性能,为任务提供更为高效、快速的资源调度策略。

关键词：雾计算资源分配灰狼优化算法粒子群优化算法自适应权重策略

IIoT环境下基于蜣螂优化的雾工作流调度算法

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计算机工程与应用 2024年

作者：吴宏伟江凌云南京邮电大学通信与信息工程学院南京邮电大学物联网研究院

解决在IIoT(Industrial Internet of Things)环境下，现有的调度算法调度工作流中对数据安全、响应时间有一定要求的任务所带来的完工时间上升、成本增加的问题，提出一种基于雾环境负载率而变化的任务调度策略，并使用改进的蜣螂优化... 详细信息

解决在IIoT(Industrial Internet of Things)环境下，现有的调度算法调度工作流中对数据安全、响应时间有一定要求的任务所带来的完工时间上升、成本增加的问题，提出一种基于雾环境负载率而变化的任务调度策略，并使用改进的蜣螂优化算法对工作流调度问题进行求解。改进的算法使用HEFT(Heterogeneous Earliest Finish Time)算法对蜣螂种群进行初始化，降低了原始算法里随机性带来的影响。同时引入了镜面反射和反向学习思想，提高了算法的搜索性能。实验结果表明，该算法相比于其他一些传统的调度算法在完工时间与成本方面都有一定的提升。

关键词：工作流调度蜣螂优化算法 HEFT算法反向学习调度算法雾计算工业物联网

雾环境中基于深自编码器和扩展孤立森林的入侵检测方法

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计算机应用与软件 2024年第2期41卷 305-310页

作者：蔡黎亚田英杰苏州工业园区服务外包职业学院江苏苏州215123 中国科学院大数据挖掘与知识管理重点实验室中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心北京100190

针对物联网中多变性的入侵行为,在雾计算模式下提出一种基于深自编码器和扩展孤立森林相混合的入侵检测方法。使用一维卷积神经网络(1D-CNN)实现的自编码器对雾节点采集的网络流量数据进行入侵检测,并将攻击和正常流量数据分为两组;采... 详细信息

针对物联网中多变性的入侵行为,在雾计算模式下提出一种基于深自编码器和扩展孤立森林相混合的入侵检测方法。使用一维卷积神经网络(1D-CNN)实现的自编码器对雾节点采集的网络流量数据进行入侵检测,并将攻击和正常流量数据分为两组;采用扩展孤立森林算法分别对深自编码器区分的攻击流量和正常流量进行异常检测,尝试识别攻击组和正常组中不匹配的数据点,从而提高所提方法的整体检测准确度和降低误报率。与其他入侵检测方法相比,所提方法在多个指标中取得最佳的结果,能够有效识别快速演化的网络攻击。

关键词：雾计算深自编码器扩展孤立森林入侵检测方法

基于雾计算的智能电表用户虚拟环隐私保护方案

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电子与信息学报 2023年第3期45卷 819-827页

作者：夏卓群张一超谷科周楷鑫李雄长沙理工大学计算机与通信工程学院长沙410014 电子科技大学计算机科学与工程学院成都611731

作为智能电网的基础组件,智能电表(SMS)可以定期向电力公司报告用户的详细用电量数据。但是智能电表也带来了一些安全问题,比如用户隐私泄露。该文提出了一种基于虚拟环的隐私保护方案,可以提供用电数据和用户身份的隐私,使攻击者无法... 详细信息

作为智能电网的基础组件,智能电表(SMS)可以定期向电力公司报告用户的详细用电量数据。但是智能电表也带来了一些安全问题,比如用户隐私泄露。该文提出了一种基于虚拟环的隐私保护方案,可以提供用电数据和用户身份的隐私,使攻击者无法知道匹配电力数据与用户身份的关系。在所提方案中,智能电表可以利用其虚拟环成员身份对其真实身份进行匿名化,并利用非对称加密和Paillier同态系统对其获得的用电量数据生成密文数据;然后智能电表将密文数据发送给其连接的雾节点,雾节点定期采集其管理的智能电表的密文数据。同时,雾节点对这些智能电表的虚拟环身份进行验证,然后将收集到的密文数据聚合并发送给控制中心;最后控制中心对聚合后的密文进行解密,得到用电量数据。实验结果表明所提方案在计算和通信成本上具有一定的优势。

关键词：隐私保护雾计算智能电表虚拟环

基于雾计算的无线传感器网络联合入侵检测算法

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北京航空航天大学学报 2022年第10期48卷 1943-1950页

作者：朱梦圆陈卓刘鹏飞吕娜空军工程大学信息与导航学院西安710077 解放军94619部队六安237000

为了保障无线传感器网络的安全性,提出一种基于雾计算的联合入侵检测算法Fed-XGB。Fed-XGB算法通过引入雾计算节点扩展网络边缘,减少通信时延,在提升联合学习全局模型和局部模型准确率的同时,降低了传输带宽和隐私泄露风险;通过改进基... 详细信息

为了保障无线传感器网络的安全性,提出一种基于雾计算的联合入侵检测算法Fed-XGB。Fed-XGB算法通过引入雾计算节点扩展网络边缘,减少通信时延,在提升联合学习全局模型和局部模型准确率的同时,降低了传输带宽和隐私泄露风险;通过改进基于直方图的近似计算方法,适应无线传感器网络数据不均衡特征;通过引入TOP-K梯度选择,最小化模型参数上传次数,提高模型参数交互效率。实验结果表明:Fed-XGB算法的检测准确率在0.97以上,误报率在0.036以下,优于其他对比算法;在遭受中毒攻击及数据含噪的情况下,算法检测分类性能依然稳定,具有较强的鲁棒性。

关键词：无线传感器网络入侵检测雾计算联合学习深度学习