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GRANULE和MANTRA算法的不可能差分区分器分析

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通信学报 2020年第1期41卷 94-101页

作者：武小年李迎新韦永壮孙亚平桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004 保密通信重点实验室四川成都610041 广西高校云计算与复杂系统重点实验室广西桂林541004

轻量级分组密码算法GRANULE和MANTRA结构简单,加密速度快且易于软硬件实现,特别适用于资源受限环境。为对这2种算法进行安全性分析,提出一种不可能差分区分器的自动化搜索方法。基于GRANULE和MANTRA算法结构特性,通过分析其S盒的差分分... 详细信息

轻量级分组密码算法GRANULE和MANTRA结构简单,加密速度快且易于软硬件实现,特别适用于资源受限环境。为对这2种算法进行安全性分析,提出一种不可能差分区分器的自动化搜索方法。基于GRANULE和MANTRA算法结构特性,通过分析其S盒的差分分布表得到S盒差分特征,再利用中间相遇思想,分别对从加/解密方向得到的差分路径进行遍历,筛选出概率为0的最优差分路径。分析结果表明,GRANULE算法存在144个不同的7轮不可能差分区分器;MANTRA算法存在52个不同的9轮不可能差分区分器。与已有结果相比较,新发现的区分器轮数均是目前最高的。

关键词：轻量级分组密码算法 S盒不可能差分区分器自动搜索

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采用混合策略的改进学生心理优化算法

计算机应用研究 2022年第6期39卷 1718-1724页

作者：张伟王勇张宁广西民族大学人工智能学院南宁530006 广西民族大学广西混杂计算与集成电路设计分析重点实验室南宁530006 广西民族大学广西高校复杂系统与智能计算重点实验室南宁530006

针对标准学生心理优化算法(SPBO)的不足,分析了学生学习心理特征,提出采用混合策略的改进学生心理优化算法(HSSPBO)。首先,以学生考试总分的倒数值作为该学生的适应度值,以全班最好学生的适应度值为基准将全班学生分成最好学生、好学生... 详细信息

针对标准学生心理优化算法(SPBO)的不足,分析了学生学习心理特征,提出采用混合策略的改进学生心理优化算法(HSSPBO)。首先,以学生考试总分的倒数值作为该学生的适应度值,以全班最好学生的适应度值为基准将全班学生分成最好学生、好学生、普通学生和尝试随机改进的学生四个类别;其次,利用正弦平方和余弦平方这一动态切换概率来平衡全局探索和局部开发,使算法全局探索能力和局部开发能力均得到有效提升;再次,引入柯西变异策略改变局部搜索步长,有效提升算法的局部搜索能力,增强算法跳出局部最优的能力;最后,引用Lévy飞行策略,使个体搜索步长更具随机性和灵活性,有效增强个体寻优能力,进而提升了算法的寻优速度。通过12个基准函数的仿真实验并与六个优化算法相比较,结果表明HSSPBO的全局搜索能力得到了明显的提升,在函数优化中具有更快的全局收敛速度、更好的优化精度和稳定性。

关键词：学生心理优化算法(SPBO) 柯西变异 Lévy飞行动态切换概率

自适应动态邻域布谷鸟混合算法求解TSP问题

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计算机工程与应用 2018年第23期54卷 42-50页

作者：陈雷张红梅张向利桂林电子科技大学广西高校云计算与复杂系统重点实验室广西桂林541004

针对离散布谷鸟算法求解旅行商问题时邻域搜索效率低和易陷入局部最优解等问题,提出了一种自适应动态邻域布谷鸟混合算法(Adaptive Dynamic Neighborhood Hybrid Cuckoo Search algorithm,ADNHCS)。为了提升邻域搜索效率,设计了一种圆... 详细信息

针对离散布谷鸟算法求解旅行商问题时邻域搜索效率低和易陷入局部最优解等问题,提出了一种自适应动态邻域布谷鸟混合算法(Adaptive Dynamic Neighborhood Hybrid Cuckoo Search algorithm,ADNHCS)。为了提升邻域搜索效率,设计了一种圆限定突变的动态邻域结构来降低经典算法的随机性;此外,提出了可根据迭代过程进行自适应参数调整的策略,并结合禁忌搜索算法来提升全局寻优的能力。使用MATLAB和标准TSPLIB数据库中的若干经典算例对算法性能进行了实验仿真,结果表明与其他基于布谷鸟算法、经典和新型群智能优化算法相比,ADNHCS算法在全局寻优能力以及稳定性方面表现更优。

关键词：布谷鸟算法旅行商问题禁忌搜索算法动态邻域

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密码S盒的一种新自动搜索方法

计算机研究与发展 2020年第7期57卷 1415-1423页

作者：张润莲孙亚平韦永壮李迎新广西密码学与信息安全重点实验室(桂林电子科技大学) 广西桂林541004 广西高校云计算与复杂系统重点实验室(桂林电子科技大学) 广西桂林514004

密码S盒是许多对称密码算法的核心部件,通常决定算法的安全强度.如何设计并确保密码S盒具有一定能力抵御侧信道攻击(如功耗攻击)一直是业界研究的难点.在密码S盒的设计中,除了传统的代数构造外,采用自动搜索工具(如元胞自动机(cellular ... 详细信息

密码S盒是许多对称密码算法的核心部件,通常决定算法的安全强度.如何设计并确保密码S盒具有一定能力抵御侧信道攻击(如功耗攻击)一直是业界研究的难点.在密码S盒的设计中,除了传统的代数构造外,采用自动搜索工具(如元胞自动机(cellular automata, CA))进行搜索设计也是当前研究热点之一.基于CA规则,采用变元分量部分固定和分别搜索的策略,提出了一种S盒新搜索方法.研究结果表明:更多的4×4最优S盒被发现,实现S盒的扩展;特别地,该方法还可以将CA规则下3类4×4次优S盒转化为4×4最优S盒.与已有结果相比较,新发现的4×4最优S盒具有较低透明阶等优点,能更好地抵御侧信道攻击.

关键词： S盒元胞自动机透明阶侧信道攻击自动搜索

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基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

计算机工程与应用 2018年第5期54卷 91-95页

作者：施飞张红梅张向利桂林电子科技大学广西高校云计算与复杂系统重点实验室广西桂林541004

为了有效改进图像的加密效果及安全性,在对已有的图像加密算法进行分析的基础上,提出基于混沌映射的位变换和DNA序列的图像加密算法。首先,采用混沌映射生成置乱序列对图像在位平面进行置乱,同时达到了图像置乱和扩散的双重加密效果。然... 详细信息

为了有效改进图像的加密效果及安全性,在对已有的图像加密算法进行分析的基础上,提出基于混沌映射的位变换和DNA序列的图像加密算法。首先,采用混沌映射生成置乱序列对图像在位平面进行置乱,同时达到了图像置乱和扩散的双重加密效果。然后,利用DNA编码规则,对置乱后的图像编码,进行DNA运算,实现图像的扩散。实验结果表明,该算法密钥空间足够大,密钥敏感性较强,具有较好的安全性。

关键词：混沌映射图像加密位平面 DNA运算置乱扩散

基于矩阵填充与改进PSO算法的多标准协同过滤

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计算机工程 2019年第12期45卷 176-181,200页

作者：叶莉吴春明强保华谢武西南大学计算机与信息科学学院重庆400715 广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004 广西高校云计算与复杂系统重点实验室广西桂林541004

在多标准协同过滤中,存在稀疏性处理方法单一以及传统粒子群优化(PSO)算法早熟、易陷入局部最优等问题。为此,基于矩阵填充及改进PSO算法,提出一种多标准协同过滤模型。采用矩阵填充方法对稀疏数据的缺失部分进行估算,以避免降维方法对... 详细信息

在多标准协同过滤中,存在稀疏性处理方法单一以及传统粒子群优化(PSO)算法早熟、易陷入局部最优等问题。为此,基于矩阵填充及改进PSO算法,提出一种多标准协同过滤模型。采用矩阵填充方法对稀疏数据的缺失部分进行估算,以避免降维方法对原始数据信息造成损失,同时结合高斯算子快速收敛的优势以及遗传算子对生物进化模拟的有效性对PSO算法进行改进,聚合多标准评分生成TopN推荐列表。实验结果表明,与基于标准PSO算法以及基于遗传算子改进PSO算法的模型相比,该模型的评分预测准确度较优,能为个性化推荐提供有效的支持。

关键词：多标准协同过滤矩阵填充改进粒子群优化算法高斯算子遗传算子

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分布式系统下的启发式任务调度算法

计算机工程与应用 2017年第12期53卷 63-69页

作者：贾丽云张向利张红梅桂林电子科技大学广西高校云计算与复杂系统重点实验室广西桂林541004

为了提升异构分布式环境下处理具有依赖关系的任务的性能,提出一种基于关键任务和处理器选择参数的启发式任务调度算法(HCNPSV)。该算法结合表调度和任务复制调度的思想,改进了关键任务的计算方法,并按照是否为关键任务、上行权重值递... 详细信息

为了提升异构分布式环境下处理具有依赖关系的任务的性能,提出一种基于关键任务和处理器选择参数的启发式任务调度算法(HCNPSV)。该算法结合表调度和任务复制调度的思想,改进了关键任务的计算方法,并按照是否为关键任务、上行权重值递减、关联任务数递增的顺序获得调度序列,资源选择阶段综合考虑了任务的最早完成时间和到出口节点的最短距离,最后将任务调度到处理器选择参数最小的资源上执行。实验结果表明,HCNPSV有效地提高了系统的调度性能。

关键词：分布式系统静态任务调度有向无环图关键任务任务复制

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基于抽样排序和层次划分的直方图发布算法

计算机应用研究 2020年第7期37卷 2123-I0012页

作者：张润莲叶志博武小年桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004 广西高校云计算与复杂系统重点实验室广西桂林541004

针对直方图发布算法面临的隐私保护和数据可用性问题,提出一种基于抽样排序和层次划分的直方图发布算法。算法将指数机制和轮盘赌抽样技术相结合,对原始直方图进行抽样排序,使相似数据以较大概率排在一起;利用层次划分算法对排序后的直... 详细信息

针对直方图发布算法面临的隐私保护和数据可用性问题,提出一种基于抽样排序和层次划分的直方图发布算法。算法将指数机制和轮盘赌抽样技术相结合,对原始直方图进行抽样排序,使相似数据以较大概率排在一起;利用层次划分算法对排序后的直方图进行划分,以降低所划分分组中不同数据间的误差;最后对分组后的直方图添加拉普拉斯噪声,并恢复原始顺序,得到待发布直方图。仿真测试结果表明,该算法在满足差分隐私的前提下有效提高了发布数据的可用性。

关键词：差分隐私直方图发布轮盘赌抽样层次划分

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一种防边权和语义攻击的位置隐私保护方法

计算机应用研究 2021年第2期38卷 559-563页

作者：张润莲赵新红武小年桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004 广西高校云计算与复杂系统重点实验室广西桂林541004 广西可信软件重点实验室广西桂林541004

边权攻击和位置语义攻击根据移动用户活动的周边环境推断用户的位置,泄露用户的位置隐私。针对该问题,提出一种防边权攻击的位置语义安全隐私保护方法。该方法将道路的敏感度和关联度结合,构建道路隐私度,描述道路在语义位置的敏感性,... 详细信息

边权攻击和位置语义攻击根据移动用户活动的周边环境推断用户的位置,泄露用户的位置隐私。针对该问题,提出一种防边权攻击的位置语义安全隐私保护方法。该方法将道路的敏感度和关联度结合,构建道路隐私度,描述道路在语义位置的敏感性,及道路与匿名集中其他道路上用户数量分布的均衡性;基于中心服务器结构,根据用户的位置隐私要求,采用宽度优先搜索方式,筛选道路隐私度最小的道路加入匿名集,以生成具备语义安全和防边权推断攻击的匿名集。仿真测试结果表明,该方法筛选的匿名集的匿名成功率达到87%,抗边权攻击和语义攻击的能力要高于对比算法。

关键词：隐私保护位置服务边权攻击位置语义隐私度