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支持商密SM9算法框架的多因素认证方案

电子与信息学报 2024年第5期46卷 2137-2148页

作者：朱留富汪定南开大学网络空间安全学院天津300350 天津市网络与数据安全技术重点实验室天津300350 数据与智能系统安全教育部重点实验室天津300350

无线传感器技术使用公开无线信道且存储和计算资源受限,这使其容易遭受潜在的主动攻击(篡改等)和被动攻击(监听等)。身份认证是保障信息系统安全的第一道防线,如何为无线传感器设备设计多因素认证方案是目前安全协议研究的热点。目前,... 详细信息

无线传感器技术使用公开无线信道且存储和计算资源受限,这使其容易遭受潜在的主动攻击(篡改等)和被动攻击(监听等)。身份认证是保障信息系统安全的第一道防线,如何为无线传感器设备设计多因素认证方案是目前安全协议研究的热点。目前,大多数身份认证方案都基于国外密码标准设计,不符合国家核心技术自主可控的网络空间安全发展战略。商密SM9标识密码算法是中国密码标准,已由ISO/IEC标准化并被广泛使用。因此,该文研究如何在商密SM9标识密码算法框架下,将口令、生物特征以及智能卡相结合来设计多因素身份认证方案,并利用模糊验证技术和蜜罐口令方法增强口令安全。该文在随机谕言模型(Random Oracle Model, ROM)下证明了方案的安全性,并给出启发式安全分析。与相关身份认证方案的对比结果表明,该文提出的身份认证方案在提供安全性的同时能够适用于资源受限的无线传感器网络。

关键词：多因素认证国产密码随机谕言模型

1959—2018年增江流域多时间尺度水源涵养变化特征

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热带地理 2024年第9期44卷 1549-1561页

作者：徐飞杨骥荆文龙邓应彬赵玲玲李泽华广东省科学院广州地理研究所广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室/广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广州510070 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458

随着水资源短缺成为全球关注的焦点,水源涵养功能已成为流域生态系统最重要的服务功能之一和可持续发展的关键因素。然而,目前关于水源涵养功能的研究多集中于使用水源涵养的多年平均值,鲜有研究关注长序列水源涵养功能的多时间尺度变... 详细信息

随着水资源短缺成为全球关注的焦点,水源涵养功能已成为流域生态系统最重要的服务功能之一和可持续发展的关键因素。然而,目前关于水源涵养功能的研究多集中于使用水源涵养的多年平均值,鲜有研究关注长序列水源涵养功能的多时间尺度变化规律。为此,文章以广州重要的水源区和生态屏障的增江流域为例,基于WEP-L分布式水文模型和水量平衡方程,分析了1959—2018年增江流域水源涵养年、月、日多时间尺度变化规律,探讨水源涵养的供给、调节和削峰补枯功能。结果表明:1959—2018年增江流域多年平均水源涵养685.7 mm,以-1.30 mm/a速率不显著减少;1959—2018年增江流域多年平均月水源涵养1—9月为正值,10—12月为负值,1、3、6、11和12月水源涵养呈不显著增加趋势,其他月份呈不显著减少趋势,变化趋势范围为-0.04~-0.67 mm/a;近60 a增江流域Max1day、Max3day、Max5day和Max7day为正值,而Min1day、Min3day、Min5day和Min7day为负值,除Min5day和Min7day的水源涵养不显著减少外,其他6个日极端水源涵养指标都呈不显著增加趋势;空间上,年尺度水源涵养变化呈东南和北部低,西南高的态势;1959—2018年增江流域年、月、日水源涵养分别体现其供给、调节、削峰补枯的功能;水源涵养与降水的相关性较大,且明显高于蒸散发和地表径流的相关系数,表明降水是水源涵养的最重要影响因素。

关键词：水源涵养多时间尺度 WEP-L水文模型水量平衡法增江流域

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面向病理图像分割的边缘感知网络

光子学报 2024年第1期53卷 78-90页

作者：黄鸿杨沂川王龙郑福建吴剑重庆大学光电技术与系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学附属肿瘤医院头颈肿瘤中心重庆400030

提出了一种针对病理切片图像的端到端语义分割方法--边缘感知网络(BPNet),以提高病理图像分割精度。BPNet网络首先在解码器阶段增加边缘感知模块,改善网络对于病理图像边缘的特征信息提取能力。然后,采用自适应通道注意力模块弥补不同... 详细信息

提出了一种针对病理切片图像的端到端语义分割方法--边缘感知网络(BPNet),以提高病理图像分割精度。BPNet网络首先在解码器阶段增加边缘感知模块,改善网络对于病理图像边缘的特征信息提取能力。然后,采用自适应通道注意力模块弥补不同层次特征间的语义差距,进一步加强网络的特征聚合能力。在此基础上,设计了一种基于结构和边缘的联合损失函数,以实现最佳的病理图像分割结果。在GlaS和MoNuSeg两个公开病理数据集上的分割实验结果表明,所提方法的Dice系数得分在两个数据集上分别达到92.21%和81.18%,有效提升了病理图像的分割精度。

关键词：病理图像自动分割深度学习边缘增强联合损失函数

光束轨道角动量模态人工智能感知方法研究进展（特邀）

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光学学报 2024年第14期 32-45页

作者：周诗韵王亦舒杨觐瑜高春清付时尧北京理工大学光电学院信息光子技术工业和信息化部重点实验室光电成像技术与系统教育部重点实验室

涡旋光束携带的轨道角动量（OAM）作为一种全新的光场调控自由度在超大容量光通信、旋转体探测、高分辨率成像、光信息存储、量子技术等前沿领域展现出巨大的应用潜力。在上述应用中，实现快速、高精度的OAM模态感知十分重要。随着人工... 详细信息

涡旋光束携带的轨道角动量（OAM）作为一种全新的光场调控自由度在超大容量光通信、旋转体探测、高分辨率成像、光信息存储、量子技术等前沿领域展现出巨大的应用潜力。在上述应用中，实现快速、高精度的OAM模态感知十分重要。随着人工智能（AI）在各领域的快速发展，将AI技术作为光束OAM模态感知的新型解决方案引起了国内外学者的广泛关注。本文从AI的应用模型角度出发，对近年来基于AI技术的光束OAM模态感知方法进行了系统性综述，主要包括机器学习、深度学习及混合学习模型下的OAM模式分布探测和多模混合光束谱测量，同时讨论了扰动下基于AI的OAM模态感知方法研究进展。

关键词：轨道角动量人工智能模式识别谱测量

光束轨道角动量模态人工智能感知方法研究进展

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光学学报 2024年

作者：周诗韵王亦舒杨觐瑜高春清付时尧北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室信息光子技术工业和信息化部重点实验室

涡旋光束携带的轨道角动量作为一种全新的光场调控自由度在超大容量光通信、旋转探测、高分辨率成像、光信息存储、量子技术等前沿领域展现了巨大的应用潜力。在上述应用中，实现快速、高精度的轨道角动量模态感知十分重要。随着人工智... 详细信息

涡旋光束携带的轨道角动量作为一种全新的光场调控自由度在超大容量光通信、旋转探测、高分辨率成像、光信息存储、量子技术等前沿领域展现了巨大的应用潜力。在上述应用中，实现快速、高精度的轨道角动量模态感知十分重要。随着人工智能在各领域的快速发展，将人工智能技术作为光束轨道角动量模态感知的新型解决方案引起了国内外学者的广泛关注。本文从人工智能的应用模型角度出发，对近年来基于人工智能技术的光束轨道角动量模态感知方法进行了系统性综述，主要包括机器学习、深度学习及混合学习模型下的轨道角动量模式分布探测和多模混合光束谱测量，同时讨论了扰动下的人工智能轨道角动量模态感知方法研究进展。

关键词：轨道角动量人工智能模式识别谱测量

水面高动态范围场景分焦平面偏振成像的自适应增强方法

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光学学报 2024年第18期44卷 221-231页

作者：王美淑杨建国金伟其裘溯王艺学北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室广东省“天临空地海”复杂环境智能探测重点实验室

在户外真实场景的水域成像过程中，太阳光经水面反射会形成强部分偏振耀光，水域场景通常伴随亮度变化范围大难以清晰成像的问题。本文提出了一种名为“WP-HDR”的基于分焦平面可见光偏振相机抑制太阳耀光实现水面场景高动态范围成像的... 详细信息

在户外真实场景的水域成像过程中，太阳光经水面反射会形成强部分偏振耀光，水域场景通常伴随亮度变化范围大难以清晰成像的问题。本文提出了一种名为“WP-HDR”的基于分焦平面可见光偏振相机抑制太阳耀光实现水面场景高动态范围成像的方法。通过偏振处理抑制高强度水面耀光，Otsu算法与滤波配合实现对区域的分割，最后通过自适应线性融合实现对过暗部分的增强。实际场景的实验结果表明，处理后得到的高动态范围图像中，水面耀光得到了有效的抑制，背景和目标细节的轮廓信息更清晰，复合对比度、标准差和平均梯度均得到显著改善。本文提出的复合对比度可同时体现耀光抑制程度和暗目标清晰化程度，在本文的实验结果中最高可提升三倍。实验证明本文所提方法可用于强反射干扰下的水面成像以及水域目标的识别。

关键词：图像处理大气与海洋光学水面偏振成像高动态范围成像自适应线性增强

多切入机制下基于信息物理系统的混合车群协同控制

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控制与决策 2024年第1期39卷 17-25页

作者：黄帅孙棣华赵敏重庆大学自动化学院重庆400030 重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室重庆400030

传统人驾车(HVs)为了能够快速行驶到目标车道,常常会向目标车道进行强制换道,这一过程被视为传统人驾车的切入机制.然而,该过程会影响目标车道中由传统人驾车和网联自动车(CAVs)组成的混合车群稳定性.当一个车道上由多个传统人驾车组成... 详细信息

传统人驾车(HVs)为了能够快速行驶到目标车道,常常会向目标车道进行强制换道,这一过程被视为传统人驾车的切入机制.然而,该过程会影响目标车道中由传统人驾车和网联自动车(CAVs)组成的混合车群稳定性.当一个车道上由多个传统人驾车组成的车群同时切入到目标车道上的混合车群中时会对混合车群的稳定性影响较大.针对这一问题,首先对车辆动力学模型进行刻画,以描述车辆行驶的平稳性和混合车群的稳定性.然后,为了确保由多个传统人驾车组成的车群同时切入到混合车群时的稳定性,从信息物理系统(CPS)的视角出发,并基于一致性约束和通信拓扑结构,提出一种考虑通信时延和反应时延的混合车群协同控制方法;同时,利用Lyapunov-Krasovskiis理论进一步分析所提出控制方法满足的稳定性条件.最后,通过仿真实验结果表明了所提出控制方法的有效性和可行性.

关键词：混合交通信息物理系统混合车群切入机制协同控制李雅普诺夫理论

长白山常见树种新叶与老叶的光谱特征差异分析

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2372-2380页

作者：陈俊杰于泉洲汤庆新梁天全姜杰张宏立聊城大学地理与环境学院地理信息科学系山东聊城252059 生态系统网络观测与模拟重点实验室中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

揭示新叶与老叶叶片的叶属性及其光谱特征的差异,不仅对于植被生理生态参数的无损监测有重要意义,而且可为林业定量遥感提供更多理论支撑。对长白山8个树种的新叶和老叶叶片进行采样和光谱测量,获取新老叶片的反射率光谱曲线,并进行一... 详细信息

揭示新叶与老叶叶片的叶属性及其光谱特征的差异,不仅对于植被生理生态参数的无损监测有重要意义,而且可为林业定量遥感提供更多理论支撑。对长白山8个树种的新叶和老叶叶片进行采样和光谱测量,获取新老叶片的反射率光谱曲线,并进行一阶微分变换和光谱指数计算,同时实验测定比叶面积(SLA)、叶含水率、叶氮含量及叶碳含量等叶属性参数。利用方差分析与相关性分析方法,研究不同树种新老叶片在理化性质、光谱特征上的差异,并分析两者的相关性在新老叶之间的差异。结果表明:(1)多个树种的叶属性在新老叶的表现出显著差异。除叶碳含量之外,其他3个叶属性均在多个树种新老叶间表现出显著的差异性,叶碳含量在新老叶间均不存在显著差异。(2)不同树种叶片光谱特征在新老叶间的差异不一致,仅枫桦、裂叶榆、三角槭和红松的新老叶具有较明显的光谱曲线特征差异,枫桦新老叶在光谱三边特征表现出显著差异,尤其是红边。(3)叶属性与光谱信号的相关性在新老叶间表现出显著差异,说明光谱对新老叶叶属性的指示能力不同。近红外光谱反射率对老叶叶氮含量的指示能力强于新叶,而多个光谱指数对新叶含水率和叶碳含量的指示能力强于老叶。研究表明新老叶间不仅叶属性和光谱特征存在差异,而且二者之间的相关性也不同,这对于森林叶属性的无损观测过程中选择代表性叶片具有指导意义。

关键词：新老叶叶属性光谱特征方差分析

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北极地区热融湖分布特征及变化机制研究

地理学报 2024年第7期79卷 1751-1767页

作者：刘诗奇王平于静洁蔡红艳杨林生牟翠翠刘昌明中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院地理科学与资源研究所、资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室兰州730000

北极热融湖作为多年冻土区典型热喀斯特景观之一,其分布和变化规律深刻影响着区域的生态植被、水文和碳循环过程。然而,对于整个北极热融湖分布特征和变化机制的理解仍然不足,为此,本文基于荟萃分析和数理统计方法,对热融湖的分布规律... 详细信息

北极热融湖作为多年冻土区典型热喀斯特景观之一,其分布和变化规律深刻影响着区域的生态植被、水文和碳循环过程。然而,对于整个北极热融湖分布特征和变化机制的理解仍然不足,为此,本文基于荟萃分析和数理统计方法,对热融湖的分布规律和变化机制展开研究。结果表明,北极热融湖的分布和变化具有较强的时空异质性,且与多年冻土条件、岩石土壤类型、地下冰含量和土壤温度等密切相关。大部分北极热融湖分布在连续多年冻土区、地下冰含量高于10%、平均土壤温度在-4℃以上且存在一定垂向土壤温度差异的具有特定岩石和土壤类型的地区,而不同环境条件下的热融湖变化趋势存在差异。总体上,北极热融湖的变化过程包括初始形成、中期扩张和晚期萎缩三大阶段,且受到水量与水热平衡的双重影响。热融湖作为反映多年冻土退化和气候环境变化的重要指示,对北极生态系统碳循环、水文过程和生态环境变化等均具有深远影响。

关键词：热融湖多年冻土土壤岩性地下冰北极