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基于光纤的传感物联网吞吐量最大化中继节点选择

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传感技术学报 2024年第2期37卷 339-344页

作者：马青云刘海鸥广州软件学院电子系广东广州510900 广州软件学院计算机系广东广州510900

中继节点是传感物联网通信的中转中心,其选择的合理性对保证物联网通信稳定和信息吞吐量具有重要意义。提出基于光纤的传感物联网吞吐量最大化中继节点选择方法。构建传感物联网模型,在平面中任意布局节点,利用所在点数据整合全部节点,... 详细信息

中继节点是传感物联网通信的中转中心,其选择的合理性对保证物联网通信稳定和信息吞吐量具有重要意义。提出基于光纤的传感物联网吞吐量最大化中继节点选择方法。构建传感物联网模型,在平面中任意布局节点,利用所在点数据整合全部节点,在目标光纤传感器基站中找出主瓣,识别光源节点传输的信号。计算节点能量平均数,在自适应状态中将能量的分母最小化。在候选节点选取可将已知的光信道状态完整传输给其他节点的中继节点,基于统计独立分布获得系统平均接收信噪比,选择光纤传感器天线完成吞吐量最大化中继节点选择。仿真结果表明,所提方法在节点数量为22时的中断概率趋近于0;在光源节点功率30 dBm时,网络吞吐率达到98%。

关键词：光纤传感器物联网技术中继节点选择网络吞吐量光纤信噪比

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面向医疗系统的区块链的可搜索加密方案

小型微型计算机系统 2024年第5期45卷 1181-1187页

作者：林禄滨张桂鹏李彦铎杨振国刘文印广东工业大学计算机学院广州510006 清华大学计算机系北京100000

在云计算作为辅助的电子医疗系统中,患者的电子医疗记录(Electronic Healthcare Records,EHRs)通常会外包给云服务器提供商(Cloud Server Provider,CSP),其中EHRs一般会以加密的形式上传到云服务器,再通过可搜索加密方案进行搜索.然而,... 详细信息

在云计算作为辅助的电子医疗系统中,患者的电子医疗记录(Electronic Healthcare Records,EHRs)通常会外包给云服务器提供商(Cloud Server Provider,CSP),其中EHRs一般会以加密的形式上传到云服务器,再通过可搜索加密方案进行搜索.然而,由于过度依赖于被认为可完全信任的中心化服务器,现有的大多数可搜索加密方案仍面临着严重的安全问题.论文提出了一个面向医疗系统的区块链的可搜索加密方案,它不仅可以确保EHRs的安全,还可以提高存储在云服务器上的密码文本的搜索效率.在方案中,患者可以利用智能合约构建自动执行与自动查找的算法,这使医生收到可信的、正确的搜索结果.同时,方案采用了基于关键词转换的高效的模糊多关键词可搜索加密,优化EHRs的提取方式进而减少计算开销.此外,方案做了安全性分析和性能评估,证明方案的有效性和安全性.

关键词：医疗系统电子健康记录区块链可搜索加密多关键词搜索

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线性位移检测信号调理电路设计

工业仪表与自动化装置 2024年第3期 117-122页

作者：洪琴周亮贾中宁广州软件学院计算机系广东广州510990

线性位移检测时会输出一个调幅波,幅值反映了位移大小,但位移方向无法判断。针对此问题,提出一种信号调理电路,主要由相敏检波器和低通滤波器组成。首先对其电路的工作原理做了理论分析、仿真设计与验证,然后设计制作PCB电路、对各个电... 详细信息

线性位移检测时会输出一个调幅波,幅值反映了位移大小,但位移方向无法判断。针对此问题,提出一种信号调理电路,主要由相敏检波器和低通滤波器组成。首先对其电路的工作原理做了理论分析、仿真设计与验证,然后设计制作PCB电路、对各个电路测试点的波形进行测试与验证。最后将其应用于LVDT线性位移测量,测得灵敏度S=-1.97672 V/mm,非线性误差γ=0.83%,实验结果表明,该相敏检波器具有结构简单、调试方便、抑制噪声能力强、可靠性高等优点,能够实现对信号的准确检测和解调。

关键词： LVDT 相敏检波信号调理低通滤波

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Navi:基于自然语言交互的数据分析系统

软件学报 2024年第3期35卷 1194-1206页

作者：谢宇鹏骆昱宇冯建华青海大学计算机技术与应用系青海西宁810016 香港科技大学(广州) 广东广州511400 清华大学计算机科学与技术系北京100084

随着大数据时代的到来,数据分析的作用日益显著.它能够从海量数据中发现有价值的信息,从而更有效地指导用户决策.然而,数据分析流程中存在三大挑战:分析流程高耦合、交互接口种类多和探索分析高耗时.为了应对上述挑战,提出了基于自然语... 详细信息

随着大数据时代的到来,数据分析的作用日益显著.它能够从海量数据中发现有价值的信息,从而更有效地指导用户决策.然而,数据分析流程中存在三大挑战:分析流程高耦合、交互接口种类多和探索分析高耗时.为了应对上述挑战,提出了基于自然语言交互的数据分析系统Navi.该系统采用模块化的设计原则,抽象出主流数据分析流程的3个核心功能模块:数据查询、可视化生成和可视化探索模块,从而降低系统设计的耦合度.同时,Navi以自然语言作为统一的交互接口,并通过一个任务调度器实现了各功能模块的有效协同.此外,为了解决可视化探索中搜索空间指数级和用户意图不明确的问题,提出了一种基于蒙特卡洛树搜索的可视化自动探索方法,并设计了基于可视化领域知识的剪枝算法和复合奖励函数,提高了搜索效率和结果质量.最后,通过量化实验和用户实验验证了Navi的有效性.

关键词：数据分析数据查询可视化自然语言蒙特卡洛树搜索

基于节点特征对抗性攻击的图对比学习鲁棒性验证

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 13-24页

作者：邢宇杰王啸石川黄海崔鹏北京邮电大学计算机学院北京100876 北京航空航天大学软件学院北京102206 清华大学计算机科学与技术系北京100084

最近的许多工作已经表明图神经网络在面对图结构扰动以及节点特征扰动的对抗攻击时表现出非鲁棒性,其预测结果可能是不可靠的,图对比学习方法中也存在这一问题。然而已有的鲁棒性测度方法通常与攻击算法、数据标签以及下游任务相关,这... 详细信息

最近的许多工作已经表明图神经网络在面对图结构扰动以及节点特征扰动的对抗攻击时表现出非鲁棒性,其预测结果可能是不可靠的,图对比学习方法中也存在这一问题。然而已有的鲁棒性测度方法通常与攻击算法、数据标签以及下游任务相关,这些在自监督设置下图对比学习的鲁棒性测度中是应当尽量避免的。该文提出了基于节点特征对抗性攻击的图对比学习鲁棒性验证算法,来验证节点特征扰动下的图卷积网络的鲁棒性。考虑到图对比学习模型中正负例对的特性,将图对比学习鲁棒性验证问题定义为对抗样本与目标节点及其负例之间相似度比较的问题,并将该问题形式化建模为一个动态规划问题,从而解决了对攻击算法、数据标签以及下游任务的依赖问题。为了求解该动态规划问题,针对图数据通常采用的二元特征,设计了相应的扰动空间;考虑到图对比学习中负例样本空间过大的挑战,设计了负例样本采样策略来提升求解问题的效率;由于二元离散特征和非线性激活函数使得动态规划问题难于求解,对它们分别采用放松到连续数据域和非线性激活放松的方式,并采用寻找对偶问题的方式进一步提高求解效率。通过充分的实验说明了所提出的图对比学习鲁棒性验证算法的有效性;同时验证了针对特定攻击算法设计的图对比学习模型的鲁棒性不具有可泛化性,面对其他的攻击算法可能表现得更加脆弱;还通过参数实验说明了设计的负例样本采样策略是合理的。

关键词：图对比学习图卷积网络鲁棒性验证对抗攻击对抗训练

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区块链系统身份管理机制研究综述

计算机工程与应用 2024年第1期60卷 57-73页

作者：李馥娟马卓王群江苏警官学院计算机信息与网络安全系南京210031 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 南京210093

区块链技术是一项集P2P网络、共识机制、密码学、博弈论、经济学等众多技术与理论于一体的应用创新,以其去中心化这一特质冲击着传统系统中心化机制带来的种种约束,通过共识机制在一个无需第三方信任机构的开放网络环境中实现交易的可... 详细信息

区块链技术是一项集P2P网络、共识机制、密码学、博弈论、经济学等众多技术与理论于一体的应用创新,以其去中心化这一特质冲击着传统系统中心化机制带来的种种约束,通过共识机制在一个无需第三方信任机构的开放网络环境中实现交易的可信性、可溯源、防篡改等功能,其所形成的新型计算范式和信任机制有助于推动管理模式的转变。同时,区块链技术具有的账本公开和多方共识机制,为以交易为最小数据单元的区块链系统身份管理提出了挑战。梳理区块链系统身份管理技术的重要研究成果,为系统掌握区块链身份标识和认证方式、加强不同应用场景中的信息发现和价值挖掘提供借鉴。在讨论传统系统与区块链系统身份管理特征,并明确区块链身份管理主要内容的基础上,阐释UTXO模型和账户模型的特点,深入分析基于公钥转换、数字证书和去中心化数字身份3类区块链系统身份标识机制,以及匿名认证、实名认证和可控匿名认证3类区块链认证方式,最后对区块链身份管理技术的未来发展进行展望。

关键词：区块链身份管理身份标识身份认证

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基于半监督神经网络的弹性模量分布重建

生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 262-271页

作者：张潇彭博王锐魏星月罗建文西南石油大学计算机与软件学院成都610500 清华大学医学院生物医学工程系北京100084

在超声弹性成像中,准确重建组织弹性模量分布是一项重要挑战。现有的基于深度学习的全监督重建方法在训练中只使用了添加噪声的计算机仿真位移数据,不能完全模拟在体超声数据的复杂性和多样性。因此,本研究在训练中引入对在体超声射频... 详细信息

在超声弹性成像中,准确重建组织弹性模量分布是一项重要挑战。现有的基于深度学习的全监督重建方法在训练中只使用了添加噪声的计算机仿真位移数据,不能完全模拟在体超声数据的复杂性和多样性。因此,本研究在训练中引入对在体超声射频信号追踪得到的位移数据(即真实位移数据),对模型进行半监督训练,旨在提高网络的预测准确度。实验结果显示,在仿体实验中,加入了真实位移数据的半监督模型的平均绝对误差和平均相对误差均在3%左右,而全监督模型的相应数据在5%左右。在处理真实位移数据时,半监督模型预测错误区域明显少于全监督模型。本文研究结果证实了所提方法的有效性和实用性,为在体超声数据在弹性模量分布重建的深度学习方法中的使用提供了新思路。

关键词：半监督反问题深度学习弹性模量分布重建

BWSS:结合可疑集合簇计算极小碰集的Boolean算法

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软件学报 2024年

作者：赵相福黄森魏霞童向荣欧阳丹彤张立明烟台大学计算机与控制工程学院浙江师范大学计算机系吉林大学计算机科学与技术学院

在基于模型的诊断领域中,因为极小冲突集的极小碰集即为待诊断设备的候选诊断,所以计算极小碰集是候选诊断的一个关键步骤.其中,极小碰集是一个NP-hard约束求解问题,随着问题规模增大,求解难度成指数级增长. Boolean算法是计算极小碰集... 详细信息

在基于模型的诊断领域中,因为极小冲突集的极小碰集即为待诊断设备的候选诊断,所以计算极小碰集是候选诊断的一个关键步骤.其中,极小碰集是一个NP-hard约束求解问题,随着问题规模增大,求解难度成指数级增长. Boolean算法是计算极小碰集的经典算法,然在求解过程中,解集的极小化却占据运算的绝大部分时间.为解决该问题并提升计算效率,本文提出了结合可疑集合簇计算极小碰集的BWSS算法,通过深度分析Boolean算法生成树规则,找到使候选解成为超集的集合,在向根节点扩展元素时,如果候选解与可疑集合簇中至少一个集合交集为空,那么该解为极小候选解,否则删除该解,通过递归的策略保证算法结束时产生且仅产生所有极小碰集.除此之外,每个候选解在极小化时,至少存在m(m≥1)个元素甚至整个解无需极小化.理论上, BWSS算法的复杂度要远低于Boolean算法.通过随机数据及大量基准电路数据,实验结果表明本文所提算法与目前最先进的几种算法相比,运行时间减少了几个数量级.

关键词：基于模型诊断极小碰集 Boolean算法候选解冲突集

基于对抗生成网络的缺陷定位模型域数据增强方法

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软件学报 2024年第5期35卷 2289-2306页

作者：张卓雷晏毛晓光薛建新常曦广州商学院信息技术与工程学院广东广州510700 重庆大学大数据与软件学院重庆401331 国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 上海第二工业大学计算机与信息工程学院上海200127

缺陷定位获取并分析测试用例集的运行信息,从而度量出各个语句为缺陷的可疑性.测试用例集由输入域数据构建,包含成功测试用例和失败测试用例两种类型.由于失败测试用例在输入域分布不规律且比例很低,失败测试用例数量往往远少于成功测... 详细信息

缺陷定位获取并分析测试用例集的运行信息,从而度量出各个语句为缺陷的可疑性.测试用例集由输入域数据构建,包含成功测试用例和失败测试用例两种类型.由于失败测试用例在输入域分布不规律且比例很低,失败测试用例数量往往远少于成功测试用例数量.已有研究表明,少量失败测试用例会导致测试用例集出现类别不平衡问题,严重影响着缺陷定位有效性.为了解决这个问题,提出基于对抗生成网络的缺陷定位模型域数据增强方法.该方法基于模型域(即缺陷定位频谱信息)而非传统输入域(即程序输入),利用对抗生成网络合成覆盖最小可疑集合的模型域失败测试用例,从模型域上解决类别不平衡的问题.实验结果表明,所提方法大幅提升了11种典型缺陷定位方法的效能.

关键词：缺陷定位测试用例对抗生成网络数据增强可疑值