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基于区块链的车载自组网车与基础设施快速切换认证方案

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计算机应用 2024年第1期44卷 252-260页

作者：宁娟桂董国芳云南民族大学电气信息工程学院昆明650500

针对车载自组网(VANET)中车辆通信面临的安全风险挑战以及车辆进入新的基础设施覆盖范围时需要进行复杂的身份重新认证问题,提出基于区块链的车载自组网V2I(Vehicle-to-Infrastructure)快速切换认证方案。该方案利用区块链去中心化、分... 详细信息

针对车载自组网(VANET)中车辆通信面临的安全风险挑战以及车辆进入新的基础设施覆盖范围时需要进行复杂的身份重新认证问题,提出基于区块链的车载自组网V2I(Vehicle-to-Infrastructure)快速切换认证方案。该方案利用区块链去中心化、分布式和防篡改的特性,实现车辆认证信息的存储与查询;使用令牌机制,减少区块链查询次数,简化路边单元(RSU)切换认证阶段的认证过程,在后续的认证过程中只需检查令牌的有效性,实现了RSU的快速切换认证;采用了批量认证方法,能有效减少认证过程中的计算开销,提高消息认证效率;另外,可以实现对恶意车辆的追溯与撤销,并及时更新车辆的匿名身份,保证车辆的匿名性。相较于匿名批量认证方案、全聚合认证方案、无证书聚合签名方案、基于区块链的认证方案,所提方案在消息认证耗时上缩短了约51.1%、77.45%、77.56%和76.01%。实验结果表明,该方案能够有效降低车载自组网中的计算开销和通信开销。

关键词：车载自组网区块链快速切换匿名认证安全通信

基于多策略融合改进粒子群算法的路径规划研究

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组合机床与自动化加工技术 2024年第2期 44-50页

作者：陈旭东杨光永徐天奇樊康生云南民族大学电气信息工程学院昆明650000

针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)在路径规划中易陷入局部最优使得规划路径较长以及搜索后期由于种群多样性降低容易陷入停滞等问题,提出一种多策略融合粒子群算法(multi-strategy fusion particle swarm optimizat... 详细信息

针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)在路径规划中易陷入局部最优使得规划路径较长以及搜索后期由于种群多样性降低容易陷入停滞等问题,提出一种多策略融合粒子群算法(multi-strategy fusion particle swarm optimization,MFPSO)并将其应用于路径规划中。首先,利用中垂线算法(midperpendicular algorithm)的粒子位置更新方法提升粒子的收敛速度;其次,在最优粒子附近采用生成爆炸粒子的策略使算法跳出局部最优;然后,引入线性动态惯性权重调整方法,增加算法的搜索能力;最后,在路径规划应用中采用全局最优解局部搜索策略,在算法后期得出的最优路径再进行局部搜索得出更优的路径,增加机器人路径规划能力。仿真结果表明,多策略融合粒子群算法在路径规划中具有更高的路径搜索能力。

关键词：路径规划中垂线算法爆炸粒子全局最优解局部搜索

基于改进多智能体PPO的多无人机协同探索方法

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电光与控制 2024年第1期31卷 51-56页

作者：安城安周思达云南民族大学电气信息工程学院昆明650000

采用多无人机对未知环境进行探索,可以提高探索任务的鲁棒性和执行效率。不同于启发式方法,多智能体深度强化学习方法可以省去人为制定规则的过程,将无人机作为智能体,通过与环境互动,自主习得更加有效的“规则”。搭建了多无人机多线... 详细信息

采用多无人机对未知环境进行探索,可以提高探索任务的鲁棒性和执行效率。不同于启发式方法,多智能体深度强化学习方法可以省去人为制定规则的过程,将无人机作为智能体,通过与环境互动,自主习得更加有效的“规则”。搭建了多无人机多线程仿真环境,为多无人机协同训练提供环境,提出一种适应多线程环境的结合长短时循环神经网络(记忆)的共享多智能体近端策略优化(LSTM-MAPPO)方法,并在合作型LSTM-MAPPO方法的基础上增加了全局边界信息以增大每幕探索面积。数值实验结果表明:与现有的多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)方法相比,所提方法在训练后期连续动作下也能稳定收敛;相较于现有的LSTM-MAPPO方法,其最终获得的奖励稳定高于5000;对3种不同的仿真地图,训练完的网络在测试时能实现70%以上的稳定探索面积。

关键词：多无人机协同多智能体深度强化学习未知环境探索航迹规划多线程技术长短时循环神经网络

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基于改进海鸥优化算法的机器人路径规划

组合机床与自动化加工技术 2024年第5期 21-25,32页

作者：黄训爱杨光永蔡艳徐天奇云南民族大学电气信息工程学院昆明650500

针对海鸥优化算法(SOA)存在收敛精度低以及易陷入局部最优等问题,提出一种多策略融合改进的海鸥优化算法(MFSOA)。首先,引入Tent混沌映射初始化种群,增加海鸥种群多样性;基于当前迭代次数t的非线性收敛因子动态调整策略,将海鸥优化算法... 详细信息

针对海鸥优化算法(SOA)存在收敛精度低以及易陷入局部最优等问题,提出一种多策略融合改进的海鸥优化算法(MFSOA)。首先,引入Tent混沌映射初始化种群,增加海鸥种群多样性;基于当前迭代次数t的非线性收敛因子动态调整策略,将海鸥优化算法的线性搜索非线性化,增强算法的寻优速度和寻优精度,避免算法陷入局部最优;在海鸥位置更新时引入Levy飞行策略增强算法的全局搜索能力;最后,通过使用黄金正弦机制引导种群的位置更新,进一步缩小搜索范围,提高算法局部搜索能力。选用6个基准测试函数对算法性能进行测试,测试结果显示MFSOA收敛速度更快,收敛精度更高;最后将改进算法应用于移动机器人路径规划,仿真结果表明该算法规划的路径长度更短,搜索效率更高。

关键词：混沌映射非线性收敛因子黄金正弦 Levy飞行路径规划

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基于多策略人工蜂鸟优化PF的SLAM研究

组合机床与自动化加工技术 2024年第4期 92-97页

作者：蔡艳杨光永樊康生徐天奇云南民族大学电气信息工程学院昆明650000

针对粒子滤波算法(PF)重采样导致粒子贫乏及需增加粒子数以提高估计精度的问题,提出一种基于多策略人工蜂鸟算法优化的粒子重组粒子滤波算法。首先,引入中垂线算法提高人工蜂鸟算法收敛速度,通过其智能觅食机制,使得最优粒子引导粒子集... 详细信息

针对粒子滤波算法(PF)重采样导致粒子贫乏及需增加粒子数以提高估计精度的问题,提出一种基于多策略人工蜂鸟算法优化的粒子重组粒子滤波算法。首先,引入中垂线算法提高人工蜂鸟算法收敛速度,通过其智能觅食机制,使得最优粒子引导粒子集向高似然区域移动,以此提高估计精度;其次,实时计算最优粒子附近的粒子密度,当密度大于设置的区域搜索阈值时引入Levy飞行策略以扩大搜索空间,当其大于最大密度值时,自适应调整迭代次数;最后,重采样阶段将筛选后保留的粒子与剩余粒子重新组合成新的粒子,以此增加粒子多样性。通过仿真实验检验改进算法在SLAM中的性能,结果表明该算法较其他3种算法相比,其位姿与路标估计精度更高且鲁棒性更佳。

关键词：粒子滤波人工蜂鸟算法中垂线算法自适应调整 Levy飞行 SLAM

改进GSA算法在机器人路径规划中的应用研究

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组合机床与自动化加工技术 2024年第7期 44-50页

作者：樊康生杨光永徐天奇云南民族大学电气信息工程学院昆明650500

针对万有引力搜索算法(GSA)收敛精度低和易陷入局部最优等问题,提出一种改进万有引力搜索算法(IGSA)。引入当前迭代次数t动态调整引力常数,以增强算法逃离局部最优能力;基于边界值改进粒子越界处理策略,以保留粒子多样性,提高算法收敛精... 详细信息

针对万有引力搜索算法(GSA)收敛精度低和易陷入局部最优等问题,提出一种改进万有引力搜索算法(IGSA)。引入当前迭代次数t动态调整引力常数,以增强算法逃离局部最优能力;基于边界值改进粒子越界处理策略,以保留粒子多样性,提高算法收敛精度;同时,将中垂线算法用于游离粒子的位置更新,以加速游离粒子的收敛;为适应前述策略,提出自适应权重因子更新粒子位置策略,以提高算法的收敛速度。算法在10个基准测试函数上的结果表明,改进算法在稳定性、收敛速度和精度方面具有较大优势。最后将改进算法应用于机器人路径规划,并与其他智能仿生算法进行路径规划仿真对比实验,结果表明本文改进算法规划路径更短、拐点更少、搜索效率更高。

关键词：引力常数中垂线算法自适应权重因子路径规划

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基于带权单链表多元哈希树的云数据审计方案

计算机工程与设计 2024年第6期45卷 1615-1623页

作者：杜建明董国芳云南民族大学电气信息工程学院云南昆明650504

针对传统Merkle哈希树节点利用率低以及动态更新效率低的问题,提出一种支持批量更新的基于带权单链表的多元哈希树(WSLL-MHT)数据结构,在该结构中,将多元哈希树的叶子节点替换成单链表结构以存储更多数据块,增加其节点利用率。在动态更... 详细信息

针对传统Merkle哈希树节点利用率低以及动态更新效率低的问题,提出一种支持批量更新的基于带权单链表的多元哈希树(WSLL-MHT)数据结构,在该结构中,将多元哈希树的叶子节点替换成单链表结构以存储更多数据块,增加其节点利用率。在动态更新过程中,引入树的平衡机制确保链表长度的平衡,提高动态更新的效率。采用BLS-HVA签名技术实现批量审计和隐私保护,结合随机掩蔽技术确保第三方审计员不能从返回的证据中获取用户隐私信息。实验结果表明,所提方案能安全高效实现云端数据的批量审计和全动态更新。

关键词：云存储数据完整性批量审计动态更新多元哈希树隐私保护平衡机制

基于自适应Merkle哈希树的动态数据流审计方案

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计算机工程与设计 2024年第8期45卷 2263-2271页

作者：杜建明董国芳云南民族大学电气信息工程学院云南昆明650504

针对现有数据结构不能很好支持动态大数据流及传统Merkle哈希树验证路径过长及单点故障问题,提出一种基于自适应Merkle哈希树的动态数据流审计方案。使用陷门哈希函数构建一个新的自适应Merkle哈希树数据认证结构存储动态数据流,自适应... 详细信息

针对现有数据结构不能很好支持动态大数据流及传统Merkle哈希树验证路径过长及单点故障问题,提出一种基于自适应Merkle哈希树的动态数据流审计方案。使用陷门哈希函数构建一个新的自适应Merkle哈希树数据认证结构存储动态数据流,自适应扩展树的深度。引入局部权威根节点,解决验证路径过长和单点故障问题。采用BLS签名技术和随机掩蔽技术,保证数据完整性验证过程的隐私保护。安全性分析证明了所提方案是可证明安全的,实验结果表明,所提方案能够高效实现云端数据完整性验证,确定了最佳叶子节点存储区间。

关键词：云存储陷门哈希函数动态数据流 BLS签名随机掩蔽技术隐私保护动态更新

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基于强化学习的FANET自适应MAC协议

计算机工程与设计 2024年第9期45卷 2613-2619页

作者：闫涛赵一帆高明虎陈虎唐嘉宁云南民族大学电气信息工程学院云南昆明650504

针对预设的单一媒体接入控制(MAC)协议难以满足飞行自组织网络(FANET)多样化业务需求的问题,提出一种基于Q Learning的FANET自适应MAC协议(FQL-AMAC)。使用两种基准协议联合控制,根据当前网络条件自动选择并切换至服务质量(QoS)显著的MA... 详细信息

针对预设的单一媒体接入控制(MAC)协议难以满足飞行自组织网络(FANET)多样化业务需求的问题,提出一种基于Q Learning的FANET自适应MAC协议(FQL-AMAC)。使用两种基准协议联合控制,根据当前网络条件自动选择并切换至服务质量(QoS)显著的MAC协议。优化单个网络性能指标实现QoS局部最优,采用熵值法融合吞吐量、延迟并提出综合性能指标构建奖励函数,以趋近QoS全局最优。实验结果表明,FQL-AMAC能有效选择最佳协议运行,吞吐量、延迟和综合性能表现优于现有协议。

关键词：飞行自组织网络媒体接入控制多样化业务自适应选择 Q Learning 熵值法综合性能