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针对超高密度磁存储磁化跃迁噪声的约束编码

电子学报 2025年

作者：罗可李桅蹇雨根高宏宇张克政廖彦哲吴宇飞陈进才卢萍华中科技大学武汉光电国家研究中心信息存储系统教育部重点实验室数据存储系统与技术教育部工程研究中心华中科技大学华中科技大学计算机科学与技术学院

随着磁存储记录密度的提高，记录位间距减小，磁化跃迁噪声显著提高，由此极大地影响回读信号质量.为了降低超高密度磁存储系统记录图案磁化跃迁噪声的干扰，本文分析研究了磁化跃迁噪声对回读信号质量的影响，提出了限制连续跃迁的最... 详细信息

随着磁存储记录密度的提高，记录位间距减小，磁化跃迁噪声显著提高，由此极大地影响回读信号质量.为了降低超高密度磁存储系统记录图案磁化跃迁噪声的干扰，本文分析研究了磁化跃迁噪声对回读信号质量的影响，提出了限制连续跃迁的最大跃迁游程长度受限（Maximum Transition Run,MTR）约束编码MTR(j=1)，与允许连续跃迁的约束编码MTR(j=2)和MTR(j=3)相比，可有效抑制磁化跃迁噪声.通过实验测试了回读信号的检测效果，当信噪比为12 dB时，与MTR(j=2)、MTR(j=3)相比，MTR(j=1)相对误码率分别降低了约30%和60%，证实了限制连续跃迁约束编码MTR(j=1)的数据检测可靠性更高.

关键词：超高密度磁存储磁化跃迁噪声约束编码读写过程均衡检测

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面向电商联盟的区块链营销标签交易系统

计算机研究与发展 2025年第1期62卷 269-280页

作者：代炜琦李铭赵珂轩姜文超周蔚林邹德清金海大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心(华中科技大学) 武汉430074 服务计算技术与系统教育部重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 分布式系统安全湖北省重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 湖北省大数据安全工程技术研究中心(华中科技大学) 武汉430074 华中科技大学网络空间安全学院武汉430074 集群与网格计算湖北省重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074 广东工业大学计算机学院广州510006 数安时代科技股份有限公司广东佛山510100

大数据电商时代,数据交易可使彼此孤立的数据资源得到协同共享与价值利用,营销标签作为电商业务中数据交易的主要形式,拥有巨大的潜在价值.然而传统数据交易市场面临3个主要问题:1)中心化平台信息不透明导致信任危机和恶意竞价排名;2)... 详细信息

大数据电商时代,数据交易可使彼此孤立的数据资源得到协同共享与价值利用,营销标签作为电商业务中数据交易的主要形式,拥有巨大的潜在价值.然而传统数据交易市场面临3个主要问题:1)中心化平台信息不透明导致信任危机和恶意竞价排名;2)缺乏合理的激励机制来打破数据孤岛导致数据不流通和共享困难;3)数据安全威胁导致隐私泄露和数据倒卖盗卖等问题.为解决这些问题,设计了一种面向电商联盟的区块链营销标签交易机制DSTS(decentralized data security transaction system),以去中心化为基础设计上层共识激励机制,结合可信执行环境完成系统各项数据交易和计算业务,从而实现了一个安全完备的数据交易生态.通过真实性验证机制确保营销标签有效性,设计共识激励机制使用户积极共享数据,利用智能合约对角色行为按照系统设计规范进行有效约束;随后通过SGX(software guard extensions)远程认证实现密钥传输和数据安全存储,实现了智能合约安全调用来保障用户隐私和数据安全;最后,通过可信计算机制和系统设计思想,实现了数据交易结果的可靠交付.为验证系统的安全性和实用性,采用某电商公司提供的35万条真实数据进行性能测试,测试结果表明系统能够同时保证安全和性能需求,其额外开销主要来自远程认证模块且在可接受范围内.

关键词：区块链数据交易电商联盟可信执行环境共识机制

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算网融合下的多层次计算资源系统

计算机研究与发展 2025年

作者：徐家豪余辰李健金海大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心(华中科技大学) 服务计算技术与系统教育部重点实验室(华中科技大学) 集群与网格计算湖北省重点实验室(华中科技大学) 华中科技大学计算机科学与技术学院上海市可扩展计算与系统实验室(上海交通大学) 上海交通大学软件学院

算力网络旨在将泛在算力与网络进行深度融合，以期通过网络将计算、存储等多维基础资源在云、边、端之间进行有效调配，让用户可以像使用水电资源一样透明的使用算力资源，按需索取，随取随用.然而对于云边端异构的计算资源、动态的网... 详细信息

算力网络旨在将泛在算力与网络进行深度融合，以期通过网络将计算、存储等多维基础资源在云、边、端之间进行有效调配，让用户可以像使用水电资源一样透明的使用算力资源，按需索取，随取随用.然而对于云边端异构的计算资源、动态的网络负载和多样化的用户需求，如何有效的进行资源的调度和路由成为了算力网络面临的核心挑战之一.为解决上述挑战，设计了一套多层次的计算资源系统（computing resource system，CRS）.不同于现有的资源调配，CRS是一套建立在应用层之上并且兼顾考虑算网感知和算力路由的完整的算力网络技术方案.计算资源系统由算网资源感知策略和算力资源路由协议组成.算网资源感知策略定义了辖区系统内部的域内感知规则和不同辖区之间的域间感知规则，并基于此提出了一种基于贪心的资源路由算法（greedy-based resource routing algorithm，GBRA），为每个任务动态生成感知搜索树.算力资源路由协议通过CRS请求报文、授权通告报文、通告确认报文和CRS响应报文来完成资源的申请与调配工作.通过大量的数据仿真实验证明，与其他算法相比，CRS可以在任务容忍的最大响应时延内，完成对更多任务的资源分配工作.此外，对于辖区系统内部计算节点之间可以实现较优的负载均衡.

关键词：算力网络计算资源系统算网资源感知策略算力资源路由协议辖区系统

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基于MILP的轻量级序列密码算法线性分析

信息网络安全 2025年第2期 260-269页

作者：帅燕胡汉平华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 图像信息处理与智能控制教育部重点实验室武汉430074

文章针对一种基于时变互耦合双混沌系统的轻量级序列密码算法的安全性进行评估,轻量级序列密码算法的安全性对保障物联网和移动通信等资源受限环境的数据安全至关重要。文章选取了混合整数线性规划方法作为分析工具,构建算法的数学模型... 详细信息

文章针对一种基于时变互耦合双混沌系统的轻量级序列密码算法的安全性进行评估,轻量级序列密码算法的安全性对保障物联网和移动通信等资源受限环境的数据安全至关重要。文章选取了混合整数线性规划方法作为分析工具,构建算法的数学模型,并通过对模型的优化求解,得出算法在不同运行模式下的最大线性相关系数,范围在2^(-54)~2^(-26)之间。实验结果表明,该算法在相关性方面存在一定的脆弱性,攻击者通过穷举110位初始密钥来破解算法,复杂度远低于其128bit初始密钥的穷举复杂度。文章不仅提供了对该算法安全性的定量评估,而且验证了在密码学中进行相关性分析的重要性以及混合整数线性规划技术在密码算法安全性评估方面的有效性。文章对于推动轻量级密码算法的安全性分析和设计具有一定的理论和实践意义,为资源受限环境下的数据安全提供了有力的理论支持。

关键词：混沌序列密码算法线性分析混合整数线性规划

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云边协同下基于SGX的云数据安全去重方法

中国科学:信息科学 2025年第3期55卷 528-541页

作者：卜时磊谢雨来曹周王杰郑俊冯丹华中科技大学网络空间安全学院华中科技大学分布式系统安全湖北省重点实验室华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室武汉光电国家研究中心

数据的不断增长对云的存储空间、安全、性能等的需求与日俱增.安全去重技术能够有效减少云存储空间需求的同时保障数据去重的安全性.然而,当前主流云安全去重方案依赖于可信第三方来进行密钥安全性保障,这引入了额外的信任假设和密钥管... 详细信息

数据的不断增长对云的存储空间、安全、性能等的需求与日俱增.安全去重技术能够有效减少云存储空间需求的同时保障数据去重的安全性.然而,当前主流云安全去重方案依赖于可信第三方来进行密钥安全性保障,这引入了额外的信任假设和密钥管理开销.而两方的去重方案在安全和传输开销方面面临较大挑战.针对该问题,本文提出了一种基于英特尔软件防护扩展（Intel software guard extension, Intel SGX）的云数据安全去重方法,该方法的主要创新在于:（1）设计基于边缘端去重的云边协同安全体系架构,减少了云边之间的传输开销,使用SGX可信执行环境保障了云和边缘端数据和密钥的安全,无需不可信的第三方密钥服务器;（2）提出低开销的密钥安全生成协议,通过云边协同生成密钥,为每个边缘端用户生成唯一的加密密钥,而非为每个数据生成单独的密钥;（3）设计高效的基于标签流行度的标签查询机制.通过计算标签频率,实现冷热标签分离,在提高标签查询效率的同时避免标签误检.安全性理论证明和系统实验测试表明,本文的方案在安全性方面优于最新方法,并大大减少了密钥管理开销和标签查询开销,其中密钥存储开销可节省48.72%98.72%.

关键词：云边协同云存储安全去重英特尔软件防护扩展标签流行度

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基于概要数据结构的网络微突发流量检测方法

计算机科学 2025年第1期52卷 374-382页

作者：王佳宇于俊清李冬赵君杨华中科技大学网络空间安全学院武汉 430074 华中科技大学网络空间安全学院武汉 430074 华中科技大学网络与信息化办公室武汉 430074 华中科技大学网络与信息化办公室武汉 430074

网络微突发流量是数据中心网络中常见的流量类型,其在极短的时间内迅速增长,对网络性能造成严重影响,且难以检测.目前的测量方法无法兼顾细粒度检测和低资源开销传输,文中基于概要数据结构(sketch)设计了一种轻量级细粒度的网络微突发... 详细信息

网络微突发流量是数据中心网络中常见的流量类型,其在极短的时间内迅速增长,对网络性能造成严重影响,且难以检测.目前的测量方法无法兼顾细粒度检测和低资源开销传输,文中基于概要数据结构(sketch)设计了一种轻量级细粒度的网络微突发流量测量方法.首先基于可编程交换机的架构特性,实时测量数据报文的排队时延,设计检测算法,监测微突发流量,实现基于数据报文的细粒度检测;然后根据检测结果采集微突发流,采用sketch存储微突发流信息,利用镜像传输方式在时间片或微突发流结束后向控制器传送,实现轻量级传输.测量方法基于可编程协议无关报文处理语言,在P4可编程交换机上进行了相应的系统实现,能够实时检测和展示网络微突发流量.实验结果表明该方法能够实时细粒度检测网络微突发流量,显著降低传输微突发信息的带宽开销.

关键词：可编程协议无关报文处理语言可编程交换机微突发流量概要数据结构

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面向服务器无感知计算的可定制函数调度

中国科学:信息科学 2025年第3期55卷 481-499页

作者：张信民李星儒樊浩黄卓吴松姚德中金海余辰华中科技大学大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心华中科技大学服务计算技术与系统教育部重点实验室华中科技大学集群与网格计算湖北省重点实验室华中科技大学计算机科学与技术学院

服务器无感知计算凭借其弹性、高效和低成本的优势已成为下一代云计算的重要组成部分.随着服务器无感知应用的复杂度和多样性的增加,现有服务器无感知计算平台通常将不同应用的函数实例混合部署在统一服务器主机中,并使用统一的CPU调度... 详细信息

服务器无感知计算凭借其弹性、高效和低成本的优势已成为下一代云计算的重要组成部分.随着服务器无感知应用的复杂度和多样性的增加,现有服务器无感知计算平台通常将不同应用的函数实例混合部署在统一服务器主机中,并使用统一的CPU调度策略(如Linux完全公平调度)进行调度.由于不同应用对性能、延迟以及调度公平性等的要求都不尽相同,使得单一的全局调度策略,难以满足多样化的调度需求.此外,实验发现,函数实例的执行时间跨度较大,短任务占比高,且冷启动对任务完成时间影响显著.这使得现有调度策略难以兼顾任务的效率与公平性,尤其会增加了短任务的调度延迟.为解决上述问题,我们提出并实现了一种调度隔离机制,允许在同一服务器上为单个或多个应用使用独立的CPU调度策略.此外,我们设计了FaaSchedule,一种新的可定制调度策略,综合考虑函数的执行时间、启动时间和等待时间,并支持根据不同应用需求动态定制调度策略.在OpenWhisk平台上的实验表明, FaaSchedule显著降低了短任务的平均完成时间,并有效支持调度隔离与策略定制.

关键词： CPU调度服务器无感知计算冷启动调度隔离定制化内核

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网络磁盘阵列流水调度研究

计算机学报 2005年第3期28卷 319-325页

作者：周可冯丹王芳张江陵华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室武汉430074

存储系统采用流水处理技术有两个前提条件:(1)在前一个 I/O命令没有完全结束之前,系统能获取下一个I/O命令的有关信息;(2)不同部件应能同时操作,资源不发生冲突.网络磁盘阵列满足这两个条件,可以在 I/O调度过程中采用流水处理技术.根据 ... 详细信息

存储系统采用流水处理技术有两个前提条件:(1)在前一个 I/O命令没有完全结束之前,系统能获取下一个I/O命令的有关信息;(2)不同部件应能同时操作,资源不发生冲突.网络磁盘阵列满足这两个条件,可以在 I/O调度过程中采用流水处理技术.根据 I/O调度进程的重叠度,流水调度方式可以分为固定流水方式和柔性流水方式.在固定流水方式中,多进程按照固定的重叠方式执行;而在柔性流水方式中,则通过判断进程的完成顺序,在一定程度上自由组合多个进程进行重叠.实验结果证明,在多用户进程的条件下,两种流水调度方式都能提高网络磁盘阵列的带宽利用率.

关键词：流水网络磁盘阵列重叠进程

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一种集群多媒体存储系统的研究与设计

计算机研究与发展 2006年第8期43卷 1311-1316页

作者：万继光谢长生华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室武汉430074

随着网络上多媒体数据的爆炸性增长和集群技术的快速发展,设计并实现了一个基于PC集群的高性能集群多媒体存储系统(clustermultimediastoragesystem,CMSS)·CMSS系统采用高自治、自维护的集群策略,提高了系统的并行性和可扩展性;采用逻... 详细信息

随着网络上多媒体数据的爆炸性增长和集群技术的快速发展,设计并实现了一个基于PC集群的高性能集群多媒体存储系统(clustermultimediastoragesystem,CMSS)·CMSS系统采用高自治、自维护的集群策略,提高了系统的并行性和可扩展性;采用逻辑元数据管理技术,即实现了单一名字空间,又避免了单点失效;采用服务器数据备份技术,即提高了系统的数据安全性,也解决了服务器之间的负载平衡·在详细介绍了CMSS系统设计方案的同时,进行了相应的实验测试和性能分析·

关键词：多媒体集群存储系统元数据服务器