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一种基于风险代码抽取的控制流保护方法

计算机学报 2024年第6期47卷 1372-1392页

作者：李勇钢钟叶青郑伊健林果园鲍宇中国矿业大学计算机学院信息安全系江苏徐州221116 香港中文大学(深圳)数据科学学院广东深圳518172

代码复用攻击是控制流安全面临的主要威胁之一.虽然地址分布随机化能够缓解该攻击,但它们很容易被代码探测技术绕过.相比之下,控制流完整性方法具有更好的保护效果.但是,现有的方法要么依赖于源码分析,要么采用无差别跟踪的方式追踪所... 详细信息

代码复用攻击是控制流安全面临的主要威胁之一.虽然地址分布随机化能够缓解该攻击,但它们很容易被代码探测技术绕过.相比之下,控制流完整性方法具有更好的保护效果.但是,现有的方法要么依赖于源码分析,要么采用无差别跟踪的方式追踪所有的控制流转移.前者无法摆脱对源码的依赖性,后者则会引入巨大的运行时开销.针对上述问题,本文提出一种新的控制流保护方法MCE(Micro Code Extraction).MCE的保护目标是源码不可用的闭源对象.与现有的方法相比,MCE并不会盲目地追踪所有的控制流转移活动.它实时地检测代码探测活动,并仅将被探测的代码作为保护目标.之后,MCE抽取具有潜在风险的代码片段,以进一步缩小目标对象的大小.最后,所有跳转到风险代码中的控制流都会被追踪和检测,以保护它的合法性.实验和分析表明,MCE对代码探测和代码复用攻击具有良好的保护效果,并在一般场景下仅对CPU引入2%的开销.

关键词：代码探测代码复用攻击控制流劫持代码抽取内存访问控制

基于BERT的短文本分类模型及在铁路CIR设备故障诊断中的应用

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系统科学与数学 2024年第1期44卷 115-131页

作者：张奕林叶含瑞张玲玲薛倚明中国科学院大学经济与管理学院北京100190 中国科学院大学数字经济监测预测预警与政策仿真教育部哲学社会科学实验室北京100190 香港中文大学(深圳)数据科学学院深圳518172 中国科学院大数据挖掘与知识管理重点实验室北京100190

在设备故障诊断领域,操作说明、维修记录等文本数据具有极大的应用价值,充分挖掘和利用这类数据能大幅度提升故障诊断的工作效率.现有研究常用语义特征抽取及无监督聚类方法挖掘文本数据,辅助进行故障定位,但这类方法通常无法解释故障... 详细信息

在设备故障诊断领域,操作说明、维修记录等文本数据具有极大的应用价值,充分挖掘和利用这类数据能大幅度提升故障诊断的工作效率.现有研究常用语义特征抽取及无监督聚类方法挖掘文本数据,辅助进行故障定位,但这类方法通常无法解释故障原因和给出提供相应维修方案的理由,据此生成的故障维修方案不易于理解.文章基于现有的成熟预训练语言模型BERT(bidirectional encoder representation from transformers),提出了一种基于BERT的短文本分类模型和知识图谱结合的故障定位方法,以充分挖掘和利用铁路CIR设备的文本数据中蕴含的知识和规律.所用方法首先基于CIR设备的功能层次关系确定故障模块,然后借助基于BERT的文本分类技术实现故障的初步定位,最后结合知识图谱进一步确定故障原因等信息辅助进行故障诊断,基于知识图谱积累的故障诊断知识提供故障维修方案易于维修人员理解,有助于知识的管理和工程效率的提升.在文本分类技术方面,文章利用铁路CIR设备故障维修台账记录数据进行实验,实验结果证明,基于BERT的短文本分类模型相较传统分类模型在性能上有较大的提升;在故障诊断方面,文章提出的文本分类和知识图谱结合的故障定位方法为经验相对不足的设备维护人员进行快速故障诊断提供了支持,也具备一定的实践意义.

关键词：文本分类 BERT CIR设备故障诊断

构建高效稳定的低温反向偏置双极膜电解槽用于二氧化碳还原

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 82-96页

作者：谢逸徐湛友卢千王莹香港中文大学化学系中国香港新界江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室UNIST-NUIST中韩能源与环境联合实验室南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏南京210044

二氧化碳电化学还原为高附加值的化学品和原料是一种具有应用前景的负碳技术.在过去十几年里,研究人员在碱性和中性电解质中进行了大量的二氧化碳电还原研究,并在活性、选择性和稳定性方面取得了很多进展.然而,二氧化碳与碱性电解液反... 详细信息

二氧化碳电化学还原为高附加值的化学品和原料是一种具有应用前景的负碳技术.在过去十几年里,研究人员在碱性和中性电解质中进行了大量的二氧化碳电还原研究,并在活性、选择性和稳定性方面取得了很多进展.然而,二氧化碳与碱性电解液反应生成碳酸盐,导致碳利用率较低(远低于产业化应用要求).因此,未来二氧化碳电还原领域面临的关键挑战是如何有效提高碳利用率.为解决这一挑战,在酸性电解质中进行二氧化碳电还原成为了一个可行的方案,它可以有效避免“碳酸盐问题”的发生.而基于双极膜的二氧化碳电解槽技术,则允许阴/阳极在不同pH的电解质中运行,是提高碳利用率的有效方案之一.本文首先介绍了双极膜的运行模式、热力学过程、物质传输现象、水解离/合成过程以及极限电流密度的起源,并总结了近期在双极膜优化方面取得的进展.然后,进一步聚焦于双极膜在常用的三类高效二氧化碳电解槽(流通池电解槽、膜电极电解槽和固态电解质电解槽)中的应用,详细探讨了其研究进展及所面临的挑战,并强调了针对不同结构电解槽的优化策略.值得一提的是,基于反向偏置双极膜的电解槽设计在促进质子传输至阴极、抑制碳酸盐形成方面表现出显著优势,进而有效提高了碳利用率.然而,大的质子通量同时也促进了竞争性的析氢反应,这在一定程度上抑制了二氧化碳转化为多碳产物.为了解决这一问题,流通池电解槽中的阴极电解液可以被用作缓冲层,通过调节阴极液的组成和厚度,实现电极表面在较高的pH下进行二氧化碳电还原,同时本体电解液维持在酸性,从而促进生成的碳酸盐再生为二氧化碳.另一方面,膜电极电解槽,又称零间隙电解槽,其设计特点在于催化剂层和膜直接接触,这种结构降低了电解液引起的电压损耗,提高了电解效率.然而,这种紧密接触也导致阴极表面的化学环境受到膜的强烈影响.大量质子通过膜传输至阴极,导致催化剂处于强酸性环境中,这为开发高效且稳定的二氧化碳还原电催化剂带来了很大挑战.近期,多种策略已成功应用于设计能够在pH≤1电解质中稳定运行的二氧化碳还原催化剂,包括双金属催化剂、杂原子掺杂金属催化剂和先进分子催化剂.此外,也可以通过构建界面缓冲层来精细调节局部pH值并优化阴极表面化学环境,从而进一步提升膜电极电解槽中二氧化碳电还原的选择性.为了实现商业应用,二氧化碳电解槽需要直接生成高浓度的产品,以减少后续的分离成本.为此,固态电解质二氧化碳电解槽提供了一种有效的解决方案.通过在阴离子交换膜和阳离子交换膜之间引入固态电解质,使得阴极表面形成的带负电物质(例如CH3COO-)能够顺利通过阴离子交换层并输送到固态电解质中,随后与阳极提供的质子结合,形成高纯度液体产品.最后,本文提出了双极膜二氧化碳电解槽面临的机遇和挑战,其中包括:(1)开发具有高离子选择性、高机械稳定性和低膜阻的新型双极膜;(2)开发对高附加值产品具有高本征活性和选择性的新型催化剂;(3)构筑具有高效气/液/电子传输的气体扩散电极;(4)设计低能耗和高稳定性的电解槽.综上所述,本文详细介绍了基于反向偏置双极膜的二氧化碳电解槽在研究进展以及工业应用方面的可行性,为未来开发具有高碳利用率和能量效率的二氧化碳还原技术提供了参考.

关键词：二氧化碳还原电催化双极膜碳利用率能量效率

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基于深度学习的代码生成方法研究进展

软件学报 2024年第2期35卷 604-628页

作者：杨泽洲陈思榕高翠芸李振昊李戈吕荣聪哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院广东深圳518055 华为技术有限公司广东深圳518129 北京大学信息科学技术学院北京100871 香港中文大学计算机与工程系中国香港99907

关注根据自然语言描述生成相关代码片段的代码生成(code generation)任务.在软件开发过程中,开发人员常常会面临两种情形.一种是通用功能的实现,需要开发人员编写大量重复且技术含量较低的代码;另一种是依赖于特定任务要求,需要开发人... 详细信息

关注根据自然语言描述生成相关代码片段的代码生成(code generation)任务.在软件开发过程中,开发人员常常会面临两种情形.一种是通用功能的实现,需要开发人员编写大量重复且技术含量较低的代码;另一种是依赖于特定任务要求,需要开发人员查询文档或使用其他工具才能完成的代码编写工作.代码生成作为最直接辅助开发人员完成编码的工作受到学术界和工业界的广泛关注.让机器理解用户需求,自行完成程序编写也一直是软件工程领域重点关注的问题之一.近年来,随着深度学习在软件工程领域任务中的不断发展,尤其是预训练模型的引入使得代码生成任务取得了十分优异的性能.系统梳理当前基于深度学习的代码生成相关工作,并将目前基于深度学习的代码生成方法分为3类:基于代码特征的方法、结合检索的方法以及结合后处理的方法.第1类是指使用深度学习算法利用代码特征进行代码生成的方法,第2类和第3类方法依托于第1类方法进行改进.依次对每一类方法的已有研究成果进行系统的梳理、分析与总结.除此之外,汇总并分析已有的代码生成工作中常用的语料库与评估方法,以便于后续研究进行实验设计.最后,对代码生成方法研究进展进行总结,并针对未来值得关注的研究方向进行展望.

关键词：代码生成深度学习代码检索后处理机器翻译

活动空间地理环境对居民即时情绪的影响:活动特征的调节效应

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地理研究 2024年第9期43卷 2479-2492页

作者：张琳周素红关美宝广东外语外贸大学粤港澳大湾区研究院广州510006 中山大学地理科学与规划学院广州510006 广东省公共安全与灾害工程技术研究中心广州510275 香港中文大学地理与资源管理系/香港中文大学太空与地球信息科学研究所/香港中文大学未來城市研究所中国香港999077

日常活动空间地理环境作为与居民生活密切相关的支持性环境,其对人们情绪的影响受到广泛关注。先前部分文献探讨居住区、城市等中宏观静态空间尺度的地理环境对情绪的直接作用,鲜少从微观动态视角考察日常活动空间的地理环境暴露水平及... 详细信息

日常活动空间地理环境作为与居民生活密切相关的支持性环境,其对人们情绪的影响受到广泛关注。先前部分文献探讨居住区、城市等中宏观静态空间尺度的地理环境对情绪的直接作用,鲜少从微观动态视角考察日常活动空间的地理环境暴露水平及其对居民即时情绪的直接影响,也尚未剖析活动特征对地理环境暴露与即时情绪之间关系的调节效应。为此,本文获取广州市131名受访者在不同活动空间的实时环境数据、生态瞬时评估(EMA)记录、GPS轨迹和活动日志等,运用多层线性模型揭示“内部固有属性”和“外界因素刺激”对即时情绪的直接效应以及调节作用机制。研究发现,相较于人口和社会经济属性,日常活动空间地理环境暴露对即时情绪变化的解释力度更强,适宜的温度、减少噪声、提高环境安全度能直接改善居民情绪状态。个体活动特征在部分环境要素(温度、噪声、环境安全度)影响即时情绪的路径中发挥显著调节效应。通过调整活动特征能增强日常活动空间地理环境暴露对即时情绪的益处并减轻环境污染导致的情绪风险。本文丰富了环境与情绪健康领域的理论体系,也为改善城市居民情绪状态提供更加精细化和人本化的活动空间规划策略与环境优化及治理措施。

关键词：地理环境暴露即时情绪活动特征调节效应日常活动空间

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面向不确定性传感器位置的一致TOA定位

信号处理 2024年第10期40卷 1791-1801页

作者：曾广扬赵洪旭牟必强吴均峰香港中文大学(深圳)数据科学学院广东深圳518172 浙江大学工业控制技术全国重点实验室浙江杭州310027 中国科学院数学与系统科学研究院北京100190

目标定位是指利用传感信息估计目标在特定坐标系中的空间位置。基于到达时间(Time of Arrival,TOA)或等价的,基于距离的定位方法凭借其高精度特点得到了广泛研究。现有TOA定位方法一般假设传感器位置是精确的,只考虑距离测量噪声。而考... 详细信息

目标定位是指利用传感信息估计目标在特定坐标系中的空间位置。基于到达时间(Time of Arrival,TOA)或等价的,基于距离的定位方法凭借其高精度特点得到了广泛研究。现有TOA定位方法一般假设传感器位置是精确的,只考虑距离测量噪声。而考虑了传感器位置不确定性的文献通常缺少统计学优化与分析,无法得到一致性估计。本文同时考虑距离测量噪声和传感器部署不确定性,将目标位置与传感器坐标均当成未知变量构建最大似然问题。本文首先给出关于观测噪声和传感器空间分布的假设,以保证一致性估计器的存在性。有趣的是,本文分析了最大似然估计性质,证明了其不一定具有一致性。本文进一步变换原始观测方程,构建可最优求解的优化问题。特别地,针对距离测量噪声方差已知情况,构建了含二次目标函数和一个二次等式约束的广义信赖域问题,并给出了其最优解求解算法;针对距离测量噪声方差未知情况,构建了普通线性最小二乘问题,实现目标位置和距离测量噪声方差的同时估计。本文针对两种情况分别提出了相应的偏差消除方法,实现了一致估计,即随着观测数量增加,估计值收敛至真实目标位置。一致性特性使所提算法在大样本观测场景可实现超高精度定位。此外,推导了高斯-牛顿迭代算法,可在观测样本和传感器位置不确定性较小时提高算法定位精度。仿真结果验证了所得理论结果的正确性和所提算法在大样本观测下的优越性。

关键词：到达时间目标定位大样本分析一致估计器

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基于行为演化的学习模式识别及效果预测方法

计算机科学 2024年第10期51卷 67-78页

作者：黄春利刘桂梅姜文君李肯立张吉任德盛湖南大学信息科学与工程学院长沙410082 南昆士兰大学昆士兰澳大利亚4350 香港中文大学信息工程学系中国香港999077

在线学习为众多学习者提供了开放灵活的学习机会,却存在着学习者学习积极性不高、学习成绩不理想的问题。已有的在线学习效果预测工作着重从静态角度探究学习行为对成绩的影响,忽略了学习行为随时间的演化规律,缺少对行为背后学习模式... 详细信息

在线学习为众多学习者提供了开放灵活的学习机会,却存在着学习者学习积极性不高、学习成绩不理想的问题。已有的在线学习效果预测工作着重从静态角度探究学习行为对成绩的影响,忽略了学习行为随时间的演化规律,缺少对行为背后学习模式和学习动机的深入探讨,而这两者正是影响学习效果的重要因素。为此,提出一种基于学习行为演化的学习模式识别及效果预测方法来建模学习行为与动机对学习效果的影响。首先,依据学习者的付出-收获量化学习效率,按时间构建学习效率动态演化序列;然后,使用高斯混合模型聚类真实学习数据并结合实际学习场景,识别4种典型学习模式;在此基础上,设计学习模式及动机预测模型,结合双向长短期记忆网络,构建学习效果预测模型。利用8门真实课程学习的公开数据,对每一种学习模式学习者的付出、收获演变规律进行细致分析。大量对比实验结果表明所提方法在多个性能指标上提升了6.9%~29.2%。本研究有助于在线学习者、教学者和平台准确理解学习者的学习状态,从而提升在线学习效果。

关键词：在线学习行为演化学习模式识别学习动机预测学习效果预测

卡尔曼滤波融合多源排放清单算法下的粤港澳大湾区FFCO_(2)排放时空演变格局研究

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地球信息科学学报 2024年第6期26卷 1439-1451页

作者：赵群群赵静张灵先王拓杨腾飞赵琛牟乃夏山东科技大学测绘与空间信息学院青岛266590 中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室北京100094 国家对地观测数据中心北京100094

在卫星碳观测用于区域减排存在技术壁垒的背景下,全球尺度的高分辨率化石燃料二氧化碳(FFCO_(2))排放清单成为区域FFCO_(2)排放研究的主要数据来源,但现有的全球尺度FFCO_(2)排放清单用于区域研究仍存在显著的不确定性。为此,本研究定... 详细信息

在卫星碳观测用于区域减排存在技术壁垒的背景下,全球尺度的高分辨率化石燃料二氧化碳(FFCO_(2))排放清单成为区域FFCO_(2)排放研究的主要数据来源,但现有的全球尺度FFCO_(2)排放清单用于区域研究仍存在显著的不确定性。为此,本研究定量分析3种全球尺度的高分辨率FFCO_(2)排放清单(ODIAC 2020b,EDGAR v6.0,PKU-CO_(2)-v2)用于区域尺度研究的差异性和变异性,然后基于卡尔曼滤波将3组数据进行特征融合,探讨了粤港澳大湾区FFCO_(2)排放的时空演变格局。结果表明:①当前FFCO_(2)排放清单数据间存在着显著的差异性和变异性特点,以大湾区为例,在最佳表征空间分辨率3 km×3 km下,区域内网格单元的平均差异性达到140%,变异系数达到16.3%,单一的全球尺度FFCO_(2)排放清单数据用于区域或城市的FFCO_(2)排放研究结果不准确;②经卡尔曼滤波融合重构的2000—2018年长时间序列的新数据显示:卡尔曼滤波融合结果的不确定性由±15%~20%减少至±10%;③2000—2018年,大湾区FFCO_(2)排放的总体布局是广深港澳中心高排放,向外围区域逐渐降低为低排放区,并形成深圳、香港→广州→佛山、东莞→中山的排放转移路径。本文提出的区域FFCO_(2)排放研究思路在大湾区进行了示范应用,同时可应用于其他区域和城市。本研究的结论将为大湾区能源、资源优化布局提供科学依据,对低碳转型及高质量发展和“美丽湾区”建设具有重要意义。

关键词：粤港澳大湾区区域FFCO_(2)排放时空特征 Kalman滤波融合差异性变异性排放清单不确定性

不同变质条件下变基性岩中磷灰石地球化学特征：以古元古代华北中部造山带为例

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地质力学学报 2024年

作者：杨钰清高彭张健刘晓光程昌泉尹常青钱加慧中山大学地球科学与工程学院中国科学院壳幔物质与环境重点实验室中国科学技术大学地球和空间科学学院香港大学地球科学系海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋地球科学学院

磷灰石是一种常见的副矿物，在各种岩石类型中均有产出，其U-Pb年龄、微量元素（特别是REE、Th、U和Sr等）和Sr-Nd同位素组成可提供重要的年代学和地球化学信息。然而，对于其在造山过程中不同变质级别下的地球化学行为的研究并不清楚... 详细信息

磷灰石是一种常见的副矿物，在各种岩石类型中均有产出，其U-Pb年龄、微量元素（特别是REE、Th、U和Sr等）和Sr-Nd同位素组成可提供重要的年代学和地球化学信息。然而，对于其在造山过程中不同变质级别下的地球化学行为的研究并不清楚。作为古元古代典型的陆-陆碰撞造山带，华北克拉通中部造山带记录了一套从绿片岩相，经角闪岩相至麻粒岩相的完整变质岩石组合，因而是研究基性岩变质演化过程磷灰石地球化学属性的理想区域。文章在中部造山带的五台-恒山地区系统采集了绿片岩、斜长角闪岩和基性麻粒岩样品，并对不同变质级别变基性岩中的磷灰石进行了详细的岩相学和微量元素研究。结果表明，绿片岩样品中含有岩浆成因和变质成因两种类型的磷灰石；斜长角闪岩样品中主要为变质成因磷灰石；而基性麻粒岩样品中主要为深熔型磷灰石，表现出岩浆成因磷灰石的微量元素特征，可能结晶自深熔熔体。研究表明磷灰石的微量元素变化能够清晰地反映变质演化过程中随温压条件变化而出现的熔体和共存结晶矿物的影响，为了解造山作用过程中的元素迁移和平衡提供了新的约束。

关键词：华北克拉通中部造山带变基性岩变质作用磷灰石微量元素