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基于区块链且可验证的智能电网多维数据聚合与分享方案

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通信学报 2024年第1期45卷 167-179页

作者：陈建伟王姝妤张美平张桢萍福建师范大学计算机与网络空间安全学院福建福州350117 福建省网络安全与密码技术重点实验室福建福州350117

针对如何支持轻量级多维数据聚合,实现系统整体过程中多维数据的双端完整性验证,以及处理云服务器集中化等问题,提出了一种基于区块链且可验证的智能电网多维数据聚合与分享方案。首先,为了满足智能电网对电量数据细粒度分析的需求,利... 详细信息

针对如何支持轻量级多维数据聚合,实现系统整体过程中多维数据的双端完整性验证,以及处理云服务器集中化等问题,提出了一种基于区块链且可验证的智能电网多维数据聚合与分享方案。首先,为了满足智能电网对电量数据细粒度分析的需求,利用掩蔽值和霍纳法则实现了隐私保护多维数据聚合。在此基础上,针对现有数据聚合方案在云存储数据与第三方分享方面存在的数据完整性验证问题,借用基于RSA的乘法同态承诺方案和同态哈希函数的同态性设计了一种新的签名算法,使云服务器不仅可以验证聚合数据的完整性,还可以验证数据分享阶段的完整性,即实现了云存储数据的双端可验证性,并且可以抵抗内部攻击。同时,提出了一种基于联盟链多链的聚合数据分享体系结构,有效地避免单机处理瓶颈和易受攻击等集中化问题。理论分析证明了所提方案的安全性。性能实验表明,所提方案比已有方案具有更低的计算和通信成本。

关键词：智能电网可验证云存储数据完整性区块链

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目标检测中注意力机制综述

计算机工程 2024年

作者：任书玉汪晓丁林晖福建师范大学计算机与网络空间安全学院

Transformer在自然语言处理中表现出惊人的性能，激励了研究人员开始探索其在计算机视觉任务中的应用。DETR将目标检测视为一个集合预测问题，引入Transformer模型来解决目标检测任务，从而避免了传统方法中的提案生成和后处理步骤。最... 详细信息

Transformer在自然语言处理中表现出惊人的性能，激励了研究人员开始探索其在计算机视觉任务中的应用。DETR将目标检测视为一个集合预测问题，引入Transformer模型来解决目标检测任务，从而避免了传统方法中的提案生成和后处理步骤。最初的DETR在训练收敛和小物体检测方面存在一些问题。为了解决这些问题，研究人员进行了多方面的改进，实现了DETR的实质性改进，提升其性能。我们对DETR的基本模块和最近的增强进行了深入研究，包括对主干结构的修改、查询设计策略和注意机制的改进。同时，还对各种检测器进行了比较分析，评估了它们的性能和网络架构，深入探讨了DETR的局限性和面临的挑战，并展望了未来在该领域的发展方向。通过这篇论文的研究，展示了DETR在计算机视觉任务中的潜力和应用前景。

关键词：注意力机制计算机视觉深度学习 DETR 目标检测

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可搜索加密的安全性研究进展

福建师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期40卷 116-130页

作者：纪里城张亦辰李继国福建师范大学计算机与网络空间安全学院福建福州350117

可搜索加密是一种在云计算和大数据环境下解决数据安全和隐私保护问题的关键技术,其允许用户在不解密的情况下,对加密数据进行安全搜索。然而,近年来针对可搜索加密的攻击研究层出不穷且破坏了安全搜索的功能。为了深入理解可搜索加密... 详细信息

可搜索加密是一种在云计算和大数据环境下解决数据安全和隐私保护问题的关键技术,其允许用户在不解密的情况下,对加密数据进行安全搜索。然而,近年来针对可搜索加密的攻击研究层出不穷且破坏了安全搜索的功能。为了深入理解可搜索加密的安全性,对可搜索加密的安全性研究进展进行梳理和探讨。可搜索加密主要分为公钥可搜索加密和对称可搜索加密。首先介绍了公钥可搜索加密的概念,现有公钥可搜索加密方案面临着用户隐私、关键词猜测攻击和密文关键词等值测试等严峻的挑战,并给出具体的解决思路与方法。进一步阐述了对称可搜索加密的安全模型,对称可搜索加密方案的攻击方法和防御方法。最后,讨论了可搜索加密需进一步研究的问题和未来发展方向。

关键词：可搜索加密公钥可搜索加密对称可搜索加密云计算安全模型攻击方法

基于多尺度时空图卷积网络的交通出行需求预测

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计算机应用 2024年第7期44卷 2065-2072页

作者：李欢欢黄添强丁雪梅罗海峰黄丽清福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350108

满足公众高质量出行需求是智能交通系统(ITS)的主要挑战之一。目前,针对公共交通出行需求预测问题,现有模型大多采用固定结构的图描述出行需求的空间相关性,忽略了出行需求在不同尺度下具有不同的空间依赖关系。针对上述问题,提出一种... 详细信息

满足公众高质量出行需求是智能交通系统(ITS)的主要挑战之一。目前,针对公共交通出行需求预测问题,现有模型大多采用固定结构的图描述出行需求的空间相关性,忽略了出行需求在不同尺度下具有不同的空间依赖关系。针对上述问题,提出一种多尺度时空图卷积网络(MSTGCN)模型。该模型首先从全局尺度和局部尺度构建全局需求相似图和局部需求相似图,这2种图可以捕获公共交通出行需求长期内较为稳定的全局特征和短期内动态变化的局部特征。利用图卷积网络(GCN)提取2种图中的全局空间信息和局部空间信息,并引入注意力机制融合两种空间信息。为了拟合时间序列中潜藏的时间依赖关系,利用门控循环单元(GRU)捕捉公共交通需求的时变特征。采用纽约市出租车订单数据集和自行车订单数据集进行实验,结果表明MSTGCN模型在自行车订单数据集上均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和皮尔逊相关系数(PCC)达2.7886、1.7371、0.7992,在出租车订单数据集上RMSE、MAE、PCC达9.5734、5.8612、0.9631。可见,MSTGCN模型可以有效地挖掘公共交通出行需求的多尺度时空特性,对未来公共交通出行需求进行准确预测。

关键词：公共交通出行需求预测图卷积网络时空数据挖掘注意力机制深度学习智能交通系统

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基于多维信誉的区块链安全分片方案

信息安全研究 2024年第8期10卷 690-697页

作者：曾俊智许力尤玮婧左雨庭福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350108

区块链面临可拓展性问题.分片通过将区块链网络划分成多个子网络,并行处理交易,从而提升系统性能.但分片易导致恶意节点聚集,发动51%攻击,影响系统安全,现有的单维信誉方案存在重分配过程开销大和分片间共识不足的问题,性能与安全无法保... 详细信息

区块链面临可拓展性问题.分片通过将区块链网络划分成多个子网络,并行处理交易,从而提升系统性能.但分片易导致恶意节点聚集,发动51%攻击,影响系统安全,现有的单维信誉方案存在重分配过程开销大和分片间共识不足的问题,性能与安全无法保证.针对上述问题,提出基于多维信誉的区块链安全分片方案.首先,综合节点多维指标,保证分片信誉与计算通信能力均衡,识别恶意节点.其次,提出双阶段重分配方案,通过第1阶段部分重分配和第2阶段全部重分配,减少重分配频次,降低开销.最后,设计基于多维信誉的快速拜占庭容错共识(multi-dimensional reputation based fastByzantinefault-tolerantconsensus,MRFBFT),将投票权与信誉结合,并在分片领导节点间增设一次共识,防止恶意行为.实验结果表明,各分片信誉和计算通信水平更均衡,共识时延大约降低20%,吞吐量提升15%左右.

关键词：区块链分片信誉重分配共识

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基于参数化角编码的量子K-means算法

量子电子学报 2024年第1期41卷 113-124页

作者：冯微军郭躬德林崧福建师范大学计算机与网络空间安全学院福建福州350007

结合K-means算法和角编码技术,提出了一种无需量子随机存储(QRAM)的量子K-means算法。该算法利用量子操作的并行性,仅需对数数量的时间复杂度就能完成数据的加载;并且通过对输入数据进行参数预处理操作,确定数据分量的参数阈值,解决了... 详细信息

结合K-means算法和角编码技术,提出了一种无需量子随机存储(QRAM)的量子K-means算法。该算法利用量子操作的并行性,仅需对数数量的时间复杂度就能完成数据的加载;并且通过对输入数据进行参数预处理操作,确定数据分量的参数阈值,解决了样本不同特征尺度差异的问题。该算法由编码数据、相似度度量、量子最小值搜索和质心迭代更新四个主要步骤组成,细致描述了这些步骤所涉及的算子和线路构建,并对关键线路进行了仿真模拟。实验结果和经典预测结果一致,验证了所提量子K-means算法的可靠性。此外,理论分析表明所提出算法相比于经典算法在运行时间上有平方级加速。

关键词：量子光学量子K-means算法角编码量子相位估计多量子比特交换测试

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基于SM9的前向安全公钥加密方案

计算机科学与探索 2024年

作者：黄文峰许胜民马金花宁建廷伍玮福建师范大学计算机与网络空间安全学院福建师范大学数学与统计学院

在传统的混合密码机制中，一旦用户的私钥泄露，攻击者就可以生成该用户前期使用的会话密钥，从而解密出用该会话密钥加密的会话内容.针对这种私钥泄露带来的安全问题，本文使用密钥封装技术，首次提出了一个基于商用标识密码SM9的前向... 详细信息

在传统的混合密码机制中，一旦用户的私钥泄露，攻击者就可以生成该用户前期使用的会话密钥，从而解密出用该会话密钥加密的会话内容.针对这种私钥泄露带来的安全问题，本文使用密钥封装技术，首次提出了一个基于商用标识密码SM9的前向安全的公钥加密方案(FS-SM9)，并且在标准模型下，证明了本方案在(q， n)-DBDHI困难问题假设下是IND-FS-CPA安全的.在本方案中，将系统可使用总时长分为多个时间段，同时使用二叉树管理这些时间段，将开销降至对数级别.在加密时将时间信息嵌入到密文中，只有特定时间段的私钥才能解密该密文，而私钥在每个时间段都会通过更新算法更新一次，生成新私钥，并删除旧私钥，该更新过程是单向的，所以能实现前向安全.此外，性能分析和实验结果都表明，本方案在实现前向安全的同时引入的额外时间开销在一定条件下是可忽略的.因此，本方案具有较好的实用性，可以运行在特定的资源受限的设备上，为这些设备提供前向安全保障.

关键词：前向安全 SM9 密钥封装选择明文安全

格上无非交互式零知识证明的两轮三方PAKE协议

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计算机应用 2024年第3期44卷 805-810页

作者：尹新媛郑小建熊金波福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350117

针对现有基于格的三方口令认证密钥交换(PAKE)协议通信轮次较多、执行效率较低等问题,提出一种格上无非交互式零知识证明的两轮三方PAKE协议。首先,利用非适应性近似平滑投影哈希函数实现密钥交换,在不使用非交互式零知识(NIZK)证明的... 详细信息

针对现有基于格的三方口令认证密钥交换(PAKE)协议通信轮次较多、执行效率较低等问题,提出一种格上无非交互式零知识证明的两轮三方PAKE协议。首先,利用非适应性近似平滑投影哈希函数实现密钥交换,在不使用非交互式零知识(NIZK)证明的前提下,降低协议的通信轮数;其次,利用哈希值和投影哈希值构造会话密钥,不需要使用随机预言机,避免了随机预言机导致的潜在口令猜测攻击。在标准模型下给出所提协议的形式化安全证明。仿真结果表明,与基于格的三方PAKE协议相比,所提协议的执行时间在客户端缩短了89.2%~98.6%,在服务器端缩短了19.0%~91.6%。验证了所提协议能够抵抗量子攻击,具有较高的执行效率,同时减少了协议通信轮数。

关键词：格三方密钥交换口令认证密钥交换非交互式零知识可证明安全

基于YOLOv5的无人机航拍改进目标检测算法Dy-YOLO

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福建师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期40卷 76-86页

作者：杨秀娟曾智勇福建师范大学计算机与网络空间安全学院福建福州350117

由于无人机航拍具有场景复杂多样,目标尺度变化剧烈,高速低空运动模糊等诸多特性,给目标检测带来了很大的挑战。针对无人机航拍目标检测效果不佳的问题,提出了Dy-YOLO模型,在YOLOv5的基础上引入Dynamic Head注意力,从尺度感知、空间位... 详细信息

由于无人机航拍具有场景复杂多样,目标尺度变化剧烈,高速低空运动模糊等诸多特性,给目标检测带来了很大的挑战。针对无人机航拍目标检测效果不佳的问题,提出了Dy-YOLO模型,在YOLOv5的基础上引入Dynamic Head注意力,从尺度感知、空间位置、多任务3个角度探索具有注意力机制的预测头潜力;设计了C3-DCN结构和Dynamic Head注意力相互配合增强特征提取能力;此外,还使用SimOTA标签分配方式来弥补小样本的损失,并使用CARAFE(content-aware resssembly of features)上采样算子,有效增强了不同卷积特征图的融合效果。在VisDrone2019测试集上,Dy-YOLO检测的平均均值精度达到了38.2%,较基线方法YOLOv5提高了7.1%,同时与主流的检测方法相比也取得更高的检测精度。结果表明,Dy-YOLO算法对于无人机航拍检测任务具有较好的性能。

关键词：目标检测注意力机制无人机航拍 YOLOv5 可变形卷积网络

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