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基于区块链的数字文凭认证及共享方案

计算机工程与设计 2024年第2期45卷 376-382页

作者：马海峰高永福薛庆水李玉霞王俊华上海应用技术大学计算机科学与信息工程学院上海201418 清华大学网络科学与网络空间研究院北京100084

对数字文凭应用的现状进行研究后,发现数字文凭存在由本身的隐私性带来的安全问题,还存在不同机构之间可能不认同彼此的数字文凭等问题。区块链为数字文凭的流通提供了解决方案,以联盟链为基础,使用分布式文件存储系统方案,构造数字文... 详细信息

对数字文凭应用的现状进行研究后,发现数字文凭存在由本身的隐私性带来的安全问题,还存在不同机构之间可能不认同彼此的数字文凭等问题。区块链为数字文凭的流通提供了解决方案,以联盟链为基础,使用分布式文件存储系统方案,构造数字文凭共享方案。为缓解区块链存储压力,将数字文凭文件存储于星际文件系统IPFS(InterPlanetary file system),将数字文凭的摘要值发送至联盟链,有效缓解链存储压力。所提方案通过使用多中心环签密方案进行匿名认证和加密,适用于数字文凭区块链系统。环签密的加入几乎不影响联盟链生成区块的速度。

关键词：数字文凭区块链分布式存储隐私保护环签名在线教育匿名认证

基于图像深度先验和鲁棒马尔可夫随机场的有遮挡人脸识别

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计算机科学 2024年第7期51卷 244-256页

作者：李小薪丁伟杰方怡张远成王琦晖浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023 浙江警察学院计算机与信息安全系杭州310053 杭州师范大学钱江学院杭州311121

由遮挡所引发的测试数据和训练数据之间的差异,是人脸识别技术面临的重要挑战。现有的基于深度神经网络的有遮挡人脸识别方法大多需要使用大规模的有遮挡的人脸图像来训练网络模型。然而,现实世界中的任何外界物体都有可能成为遮挡,有... 详细信息

由遮挡所引发的测试数据和训练数据之间的差异,是人脸识别技术面临的重要挑战。现有的基于深度神经网络的有遮挡人脸识别方法大多需要使用大规模的有遮挡的人脸图像来训练网络模型。然而,现实世界中的任何外界物体都有可能成为遮挡,有限的训练集数据很难穷尽所有的可能性,并且使用大规模的有遮挡人脸图像训练网络模型的做法与人类视觉机制是相违背的,人眼对于遮挡区域的感知在本质上与遮挡本身并没有关系,仅依赖于无遮挡的人脸图像。为了模拟人类视觉的遮挡检测机制,将图像深度先验和鲁棒马尔可夫随机场模型结合起来,构建基于小样本数据的遮挡检测模型DIP-rMRF,并提出了一致性零填充方法以有效利用DIP-rMRF的遮挡检测结果进行后续的人脸识别。在Extended Yale B,AR和LFW这3个人脸数据库上,针对VGGFace, LCNN,PCANet, SphereFace, InterpretFR,FROM这6种CNN模型的实验结果表明,DIP-rMRF能够有效地处理遮挡以及由极端光照所引发的“类遮挡”,从而极大提升现有的深度神经网络模型对有遮挡人脸识别的性能。

关键词：有遮挡人脸识别图像深度先验鲁棒马尔可夫随机场一致性零填充结构误差度量

基于Attention-1DCNN-CE的加密流量分类方法

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计算机应用 2024年

作者：耿海军董赟胡治国池浩田杨静尹霞山西大学自动化与软件学院山西清众科技股份有限公司山西大学计算机与信息技术学院嵌入式系统与服务计算教育部重点实验室(同济大学) 清华大学计算机科学与技术系

针对传统加密流量识别方法存在多分类准确率低、泛化性不强以及易侵犯隐私等问题，提出一种结合注意力（Attention）机制与一维卷积神经网络（1DCNN）的多分类深度学习模型—Attention-1DCNN-CE。该模型包含3个核心部分：1）数据集预处... 详细信息

针对传统加密流量识别方法存在多分类准确率低、泛化性不强以及易侵犯隐私等问题，提出一种结合注意力（Attention）机制与一维卷积神经网络（1DCNN）的多分类深度学习模型—Attention-1DCNN-CE。该模型包含3个核心部分：1）数据集预处理阶段，保留原始数据流中数据包间的空间关系，并根据样本分布构建成本敏感矩阵；2）在初步提取加密流量特征的基础上，利用Attention和1DCNN模型深入挖掘并压缩流量的全局与局部特征；3）针对数据不平衡这一挑战，通过将成本敏感矩阵与交叉熵（CE）损失函数相结合，显著提升了少数类别样本的分类精度，进而优化了模型的整体性能。在两个数据集BOT-IOT和TON-IOT上的实验结果表明，该模型的整体识别准确率高达97%以上，并且在公共数据集ISCX-VPN和USTC-TFC上表现优异，在不需要预训练的前提下，达到了与ET-BERT相近的性能，相较于PERT在应用类型检测中F1指标提升了29.9个百分点，进一步验证了该方法的有效性，为加密流量识别和恶意流量检测提供了新的解决方案。

关键词：网络安全加密流量注意力机制一维卷积神经网络数据不平衡成本敏感矩阵

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子图增强的实时同名消歧

中文信息学报 2024年第1期38卷 45-56页

作者：韩天翼程欣宇张帆进陈波贵州大学公共大数据国家重点实验室贵州贵阳550025 贵州大学文本计算与认知智能教育部工程研究中心贵州贵阳550025 清华大学计算机科学与技术系北京100084

实时同名消歧旨在实时、准确地将具有歧义的作者姓名的新增论文关联到同名候选作者中的正确作者。当前同名消歧算法主要解决冷启动同名消歧问题,较少探索如何高效并有效地解决实时同名消歧问题。该文提出了子图增强的实时同名消歧模型RN... 详细信息

实时同名消歧旨在实时、准确地将具有歧义的作者姓名的新增论文关联到同名候选作者中的正确作者。当前同名消歧算法主要解决冷启动同名消歧问题,较少探索如何高效并有效地解决实时同名消歧问题。该文提出了子图增强的实时同名消歧模型RND-all,该模型通过高效地融合待消歧论文与候选作者之间的结构特征来提升模型的准确率。模型根据待消歧论文的属性与同名候选作者的档案分别构建子图,使用子图结构特征提取框架来计算图相关性特征,最后,通过特征工程以及文本嵌入方法计算语义匹配特征,并利用集成学习实现语义信息与结构信息的融合。实验结果表明,融入结构信息能够有效提升实时同名消歧任务的准确性,RND-all在百万级同名消歧基准WhoIsWho测试集上效果排名第一。

关键词：实时同名消歧图神经网络结构信息集成学习

基于卷积神经网络的逐级唤醒存内计算控制器设计

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计算机工程 2024年第6期50卷 328-335页

作者：宋庆增刘向东许康为刘佳辉任二祥骆丽魏琦乔飞天津工业大学计算机科学与技术学院天津300387 北京交通大学电子信息工程学院北京100091 清华大学精密仪器系北京100084 清华大学电子工程系北京100084

随着人工智能的发展,边缘端设备对智能图像处理的需求急剧增加。目前边缘端设备主要面临能量受限、吞吐率较低等问题。无人机在侦察过程中,根据任务要求需进行复杂的地形分析、物体识别和环境监测等任务,这些任务常常会给设备带来严重... 详细信息

随着人工智能的发展,边缘端设备对智能图像处理的需求急剧增加。目前边缘端设备主要面临能量受限、吞吐率较低等问题。无人机在侦察过程中,根据任务要求需进行复杂的地形分析、物体识别和环境监测等任务,这些任务常常会给设备带来严重的功耗问题,并且严重影响无人机的飞行时间。针对上述问题,提出一种基于卷积神经网络的逐级唤醒存内计算控制器设计方案,控制器内部能够完成分类型网络的前向推理,可根据分类结果唤醒对应的边缘端设备。控制器的模拟部分采用存算一体计算模式,数字部分采用分块的处理方式,在运行过程中可将空闲模块休眠,以降低系统的整体功耗。此外,控制器内部还集成了级联接口,可以将复杂任务分解为多个层级的子任务,并将其部署到级联的控制器上,从而实现多级唤醒,使系统具备提前输出的潜力。实验采用ResNet-14作为神经网络模型,数据集采用CIFAR-10数据集。实验结果表明,在10 MHz的时钟频率下,基于卷积神经网络的逐级唤醒存内计算控制器可以实现60帧/s的检测帧率,并且分类精度达到84.61%,验证了该架构在能量受限应用场景下的可行性和高效性。

关键词：逐级唤醒存内计算神经网络目标分类 ResNet结构

一种基于超智能表面协助的密集毫米波通信模型

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火力与指挥控制 2024年第5期49卷 196-201页

作者：陈素霞张嘉晨张桂杰河南轻工职业学院计算机与艺术设计系郑州450052 波特兰州立大学计算机科学系美国俄勒冈州波特兰97201 吉林师范大学计算机科学与技术学院吉林四平136000

作为一种新型的反射材料,超智能表面将在未来通信网络中扮演重要的角色。将超智能表面应用于多点协作的毫米波通信系统,可极大提升系统性能。为此,提出基于超智能表面的密集毫米波通信模型,并分析了基于最大合并比(maximal-ratio combin... 详细信息

作为一种新型的反射材料,超智能表面将在未来通信网络中扮演重要的角色。将超智能表面应用于多点协作的毫米波通信系统,可极大提升系统性能。为此,提出基于超智能表面的密集毫米波通信模型,并分析了基于最大合并比(maximal-ratio combining,MRC)接收和选择(selection combining,SC)接收两类协作传输策略下系统性能。具体而言,阐述在Nakagami-m衰落模型下基站所接收的信号,推导了系统中断概率和各态历经容量表达式,并通过仿真验证。同时,通过仿真分析了系统参数对通信系统性能的影响。仿真结果表明,基于SC策略的系统性能略优于MRC策略。传输功率以及LIS中的反射元数对系统性能有较大影响。

关键词：超智能表面密集毫米波多点协作中断概率各态历经容量

光学感前计算技术及其卫星遥感应用综述(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第2期61卷 425-439页

作者：李天宇王国庆李维陈宏伟刘勋王志斌刘少冲蔡滟馨电子科技大学计算机科学与工程学院四川成都611731 北京空间机电研究所北京100094 清华大学电子工程系北京100084

光学感前计算是一种在光电传感器前端的光学域进行信息计算处理的技术,包括编码压缩、全光智能推理等计算范式,具有传输即计算、结构即功能等显著特点,在卫星光学遥感领域有着广泛的应用前景。首先对用于感前计算的光场调制器件进行介绍... 详细信息

光学感前计算是一种在光电传感器前端的光学域进行信息计算处理的技术,包括编码压缩、全光智能推理等计算范式,具有传输即计算、结构即功能等显著特点,在卫星光学遥感领域有着广泛的应用前景。首先对用于感前计算的光场调制器件进行介绍,包括数字微镜器件(DMD)、液晶空间光调制器(LC-SLM)、衍射光学元件(DOE)及超表面等。然后分别梳理了感前编码压缩及全光智能推理的相关技术发展,在此基础上,着重讨论光学感前计算在卫星遥感领域的应用途径和未来发展趋势。

关键词：光学感前计算编码压缩全光智能推理卫星遥感

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用于实现区块链隐私保护的属性基加密方案

计算机应用 2024年第2期44卷 485-489页

作者：马海峰李玉霞薛庆水杨家海高永福上海应用技术大学计算机科学与信息工程学院上海201418 清华大学网络科学与网络空间研究院北京100084

要解决区块链账本公开带来的安全问题,关键在于隐藏私密信息。提出一种使用多属性机构的属性基加密实现区块链数据的隐私保护方案。相比单一属性机构,多属性机构在实现权力分散的同时避免了任何单点故障。首先,修改密钥组件生成算法,每... 详细信息

要解决区块链账本公开带来的安全问题,关键在于隐藏私密信息。提出一种使用多属性机构的属性基加密实现区块链数据的隐私保护方案。相比单一属性机构,多属性机构在实现权力分散的同时避免了任何单点故障。首先,修改密钥组件生成算法,每个属性机构把用户身份作为参数生成私钥组件,防止节点合谋访问无权访问的数据;然后,修改基于身份的签名技术建立用户身份与钱包地址之间的链接,使区块链变得可监管的同时还能追溯非法用户;最后,基于决策双线性Diffie-Hellman(DBDH)假设,在随机预言模型中证明了所提方案的安全性。实验结果表明,与基于椭圆曲线上的环签名的区块链隐私保护方案和支持关键字遗忘搜索的区块链隐私保护方案相比,在生成相同区块个数的情况下,所提方案用时最少,更具可行性。

关键词：区块链隐私保护可监管属性基加密链上数据

基于变推进力的水下近端索驱动机器人结构设计及工作空间分析

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清华大学学报(自然科学版) 2024年第10期64卷 1686-1695页

作者：武昊李国通李东兴唐晓强清华大学机械工程系清华大学机械工程系高端装备界面科学与技术全国重点实验室清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室

面向水下各方向远距离、大空间作业任务，提出一种基于变推进力机构的水下近端索驱动机器人。该机器人采用六索及螺旋桨混合驱动形式，螺旋桨推进力大小和方向均可变，可等效为1根绳索。首先，对该机器人进行结构设计，提出采用近端驱... 详细信息

面向水下各方向远距离、大空间作业任务，提出一种基于变推进力机构的水下近端索驱动机器人。该机器人采用六索及螺旋桨混合驱动形式，螺旋桨推进力大小和方向均可变，可等效为1根绳索。首先，对该机器人进行结构设计，提出采用近端驱动模式，并引入可改变推进力方向的A、 B轴转角机构；其次，建立机器人的运动学与静力学模型，进一步针对推进力可变的特点提出一种基于二次规划的力可行工作空间计算方法；最后，对恒方向和变方向推进力下机器人的力可行工作空间进行分析。工作空间对比结果表明，推进力变向机构的引入使机器人的力可行工作空间显著增大，解决了已有水下多自由度机器人作业空间不足的问题。

关键词：水下装备索并联机构结构设计工作空间