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基于矩阵乘积压缩态的动态可扩展秘密共享方案

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物理学报 2024年第18期73卷 24-37页

作者：赖红万林春西南大学计算机与信息科学学院重庆400715

目前,基于纠缠态的量子秘密共享(quantum secret sharing,QSS)方案未充分利用纠缠态的概率振幅潜力.然而,纠缠态的概率振幅是量子信息学的一个关键特性,在量子计算和量子通信等领域有着广泛的应用潜力.值得注意的是,纠缠态可以通过矩阵... 详细信息

目前,基于纠缠态的量子秘密共享(quantum secret sharing,QSS)方案未充分利用纠缠态的概率振幅潜力.然而,纠缠态的概率振幅是量子信息学的一个关键特性,在量子计算和量子通信等领域有着广泛的应用潜力.值得注意的是,纠缠态可以通过矩阵乘积态(matrix product state,MPS)有效表达.利用MPS对纠缠态进行表征,能够准确地揭示与概率振幅相关的纠缠特性.本研究证明利用MPS表征纠缠态,可以将一个W态压缩为一个单光子和一个矩阵,展示一种新的技术路径.此外,本研究还提出MPS与秘密共享方案之间的创新互操作性,即通过压缩允许量子份额与共享的量子态之间形成非一对一的映射关系.这种方法可能提供一种更高效的方式来实现量子信息的编码和传输,对于量子秘密共享尤为重要.同时,我们提出的QSS方案具有动态特性,能够根据需要轻松地添加或移除参与者,以更好地适应参与者需求的变化,并在实际应用场景中展现出更高的实用性和适应性.本文的方案能够在保持高效纠缠利用的同时,满足系统的多元需求,包括但不限于通信安全性、数据传输率和系统的可扩展性.

关键词：矩阵乘积压缩态纠缠态的概率振幅可扩展性动态性

基于CPN的车载网络无证书匿名认证和密钥协商方案研究

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通信学报 2024年第6期45卷 101-116页

作者：郑路冯涛苏春华兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050 日本会津大学计算机科学系福岛会津若松965-8580

为了解决现有车载网络的认证方案中普遍存在密钥托管带来的缺陷,以及没有考虑计算受限电子控制单元(ECU)轻量级部署和安全快速认证的问题,首先,针对计算不受限的ECU网络,提出了一种无双线性配对的轻量级无证书匿名认证和密钥协商方案,... 详细信息

为了解决现有车载网络的认证方案中普遍存在密钥托管带来的缺陷,以及没有考虑计算受限电子控制单元(ECU)轻量级部署和安全快速认证的问题,首先,针对计算不受限的ECU网络,提出了一种无双线性配对的轻量级无证书匿名认证和密钥协商方案,该方案通过椭圆曲线密码体制安全构建认证密钥对,通过哈希函数和异或等轻量级方法实现匿名认证和密钥协商。然后,针对计算受限的ECU网络,提出了一种无证书批量验证方案来降低认证成本。最后,提出了一种基于有色Petri网(CPN)和Dolev-Yao攻击者模型的安全验证方法,对整体方案进行形式化安全性评估。安全评估和性能分析表明,所提方案能有效抵抗重放、伪装、篡改、已知密钥、已知特定会话临时信息攻击等多种不同类型的攻击,在保证多重安全属性的同时有较小的计算与通信成本。

关键词：车载网络安全协议认证与密钥协商有色Petri网形式化验证

RobustSketch:支持网络流量抖动的大流弹性识别方法

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软件学报 2024年

作者：熊兵刘永青夏卓群赵宝康张锦国防科技大学计算机学院天普大学计算机与信息科学系长沙理工大学计算机与通信学院

大流识别是网络测量中的一项关键基础性工作,目前主流的方法是采用概要型数据结构Sketch快速统计网络流量,进而高效筛选大流.然而,当网络流量发生抖动时,大量分组的急速涌入将导致大流识别精度显著下降.对此,提出一种支持流量抖动的网... 详细信息

大流识别是网络测量中的一项关键基础性工作,目前主流的方法是采用概要型数据结构Sketch快速统计网络流量,进而高效筛选大流.然而,当网络流量发生抖动时,大量分组的急速涌入将导致大流识别精度显著下降.对此,提出一种支持流量抖动的网络大流弹性识别方法 RobustSketch.所提方法首先设计基于Sketch循环链的可伸缩小流过滤器,根据实时分组到达速率适应性扩增与缩减其中的Sketch数量,以始终完整记录当前时间周期内所有到达的网络分组,从而确保网络流量抖动出现时仍能精确过滤小流.然后设计基于动态分段哈希的可拓展大流记录表,根据小流过滤器筛选后的候选大流数量适应性增加与减少分段,以完整记录所有候选大流,并保持较高的存储空间利用率.进一步,通过理论分析给出了所提小流过滤器和大流记录表的误差界限.最后,借助真实网络流量样本,对所提大流识别方法 RobustSketch进行实验评估.实验结果表明:所提方法的大流识别精确率明显高于现有方法,即使在网络流量抖动时仍能稳定保持在99%以上,而平均相对误差减少了2.7倍以上,有效提升了大流识别的精确性和鲁棒性.

关键词：网络流量抖动大流弹性识别 Sketch循环链可伸缩小流过滤器可拓展大流记录表

基于矩阵乘积压缩态的动态可扩展秘密共享方案研究

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物理学报 2024年

作者：赖红万林春西南大学计算机与信息科学学院

目前，基于纠缠态的量子秘密共享(Quantum Secret Sharing， QSS)方案未充分利用纠缠态的概率振幅潜力。然而，纠缠态的概率振幅是量子信息学的一个关键特性，在量子计算和量子通信等领域有着广泛的应用潜力。值得注意的是，纠缠态可以... 详细信息

目前，基于纠缠态的量子秘密共享(Quantum Secret Sharing， QSS)方案未充分利用纠缠态的概率振幅潜力。然而，纠缠态的概率振幅是量子信息学的一个关键特性，在量子计算和量子通信等领域有着广泛的应用潜力。值得注意的是，纠缠态可以通过矩阵乘积态(Matrix Product State， MPS)有效表达。利用MPS对纠缠态进行表征，能够准确地揭示与概率振幅相关的纠缠特性。本研究证明利用MPS表征纠缠态，可以将一个W态压缩为一个单光子和一个矩阵，展示一种新的技术路径。此外，本研究还提出MPS与秘密共享方案之间的创新互操作性，即通过压缩允许量子份额与共享的量子态之间形成非一对一的映射关系。这种方法可能提供一种更高效的方式来实现量子信息的编码和传输，对于量子秘密共享尤为重要。同时，我们提出的QSS方案具有动态特性，能够根据需要轻松地添加或移除参与者，以更好地适应参与者需求的变化，并在实际应用场景中展现出更高的实用性和适应性。本文的方案能够在保持高效纠缠利用的同时，满足系统的多元需求，包括但不限于通信安全性、数据传输率和系统的可扩展性。

关键词：矩阵乘积压缩态纠缠态的概率振幅可扩展性动态性

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附块和离散令牌协商的容迟网络区块链交易

计算机科学与探索 2024年第5期18卷 1357-1367页

作者：訾玲玲丛鑫重庆师范大学计算机与信息科学学院重庆401331

区块链的本质是节点矿权竞争,网络的实时连通性是前提和保障,但尚存在具有数据传输时延的容迟网络,使得其中的节点在区块链活动中完全处于劣势。为了解决容迟网络难以部署区块链系统的问题,构建了基于附块和离散令牌协商的区块链交易架... 详细信息

区块链的本质是节点矿权竞争,网络的实时连通性是前提和保障,但尚存在具有数据传输时延的容迟网络,使得其中的节点在区块链活动中完全处于劣势。为了解决容迟网络难以部署区块链系统的问题,构建了基于附块和离散令牌协商的区块链交易架构,为非持续连通网络中的节点参与区块链活动提供服务支撑。首先构造了命名为附块的辅助区块,用以作为区分联网和断网时生成的新区块的依据。其次以矿工身份标识和若干随机数为参数,生成具有唯一性和可验证性的离散令牌,用于获取挖矿资质。在此基础上,设计了基于离散令牌的挖矿资质归属算法和分支处理算法,前者避免了PoS(proof of stake)和DPoS(delegated proof of stake)首富作恶问题,后者保证了断网时生成的附链以均等概率追加到主链上。最后设计了附链二次共识方案,解决了断网时生成区块内可能存在的虚假和重复交易问题。理论证明和实验分析表明,提出的架构在可靠性、接受性、交易吞吐量、交易确认时间和分支率等指标上具有一定的优势。

关键词：区块链离散令牌附块附链协商机制容迟网络

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多卷积神经网络的胸部X光片肺结核检测方法

计算机工程与应用 2024年第13期60卷 246-254页

作者：崔少国解筝宋豪杰重庆师范大学计算机与信息科学学院重庆401331

由于肺结核病灶区域与正常肺部区域之间的差异微小,导致肺结核疾病难以准确检测。针对此问题,提出了一种基于深度可分离卷积和图卷积相结合的肺结核疾病检测算法。使用深度可分离卷积模块提取图像的局部特征;使用图卷积模块提取图像的... 详细信息

由于肺结核病灶区域与正常肺部区域之间的差异微小,导致肺结核疾病难以准确检测。针对此问题,提出了一种基于深度可分离卷积和图卷积相结合的肺结核疾病检测算法。使用深度可分离卷积模块提取图像的局部特征;使用图卷积模块提取图像的全局特征;通过一个捷径分支操作,将提取的局部特征和全局特征进行融合;将融合后的特征经过线性层输出检测的结果。算法模型在中国广东省深圳市第三医院收集的公开可用的正面胸部X光片数据集上进行了充分的实验与验证。实验结果表明,所提算法模型与基准模型相比,在Accuracy、Precision、Recall和F1-Score四个评价指标上分别提高了2.98、3.23、2.94和3.08个百分点,从而证明了所提方法的有效性。

关键词： X光片深度可分离卷积图卷积网络肺结核检测

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基于三元组网络和混合粒子群的碎纸拼接算法

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 22-28页

作者：陈志刚苏周方佳中南大学计算机学院湖南长沙410083 暨南大学信息科学技术学院广东广州510632

针对细粒度切割后的碎纸片聚类准确率低和启发式算法拼接效果一般的问题,提出了一种基于三元组网络和混合粒子群的碎纸片自动拼接算法.碎纸片拼接分为行间聚类、兼容性评估和行内拼接三个阶段.首先,在行间聚类阶段,对投影得到的图像向... 详细信息

针对细粒度切割后的碎纸片聚类准确率低和启发式算法拼接效果一般的问题,提出了一种基于三元组网络和混合粒子群的碎纸片自动拼接算法.碎纸片拼接分为行间聚类、兼容性评估和行内拼接三个阶段.首先,在行间聚类阶段,对投影得到的图像向量进行自适应填充以补充缺失的特征信息,再利用高斯混合模型聚类算法进行聚类;然后,在兼容性评估阶段,借助三元组网络模型,将聚类后的同一行图像映射到一个公共的度量空间,并得到一个区分度明显的距离矩阵;最后,将这个距离矩阵作为粒子的适应度值,提出了一种基于混合粒子群算法的行内拼接算法.实验结果表明:本文提出的拼接算法能够提升聚类准确率和拼接精度,在破碎文档重建工作上具有良好的效果.

关键词：碎纸片拼接混合粒子群算法高斯混合模型三元组损失卷积神经网络

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图像语义特征引导与点云跨模态融合的三维目标检测方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第5期36卷 734-749页

作者：李辉王俊印程远志刘健赵国伟陈双敏青岛科技大学信息科学技术学院青岛266061 哈尔滨工业大学计算机学部哈尔滨150001 南开大学计算机学院天津300071

受到场景的复杂性和目标尺度变化、遮挡等影响,三维目标检测仍面临着诸多挑战.虽然跨模态特征融合图像和激光点云信息能够有效地提升三维目标检测性能,但在融合效果和检测性能上仍有待提升,为此,提出图像语义特征引导与点云跨模态融合... 详细信息

受到场景的复杂性和目标尺度变化、遮挡等影响,三维目标检测仍面临着诸多挑战.虽然跨模态特征融合图像和激光点云信息能够有效地提升三维目标检测性能,但在融合效果和检测性能上仍有待提升,为此,提出图像语义特征引导与点云跨模态融合的三维目标检测方法.首先设计图像语义特征学习网络,采用双分支自注意力并行计算方式,实现全局语义特征增强,降低目标错误分类;然后提出图像语义特征引导的局部融合模块,采用元素级数据拼接将检索的图像局部语义特征引导融合点云数据,更好地解决跨模态信息融合存在的语义对齐问题;提出多尺度再融合网络,设计融合特征与激光雷达点云交互模块,学习融合特征和不同分辨率特征间的再融合,提高网络的检测性能;最后采用4种任务损失实现anchor-free的三维目标检测.在KITTI和nuScenes数据集中与其他方法进行对比,针对三维目标检测准确率达87.15%,并且实验结果表明,文中方法优于对比方法,具有更优的三维检测性能.

关键词：三维目标检测跨模态语义特征点云无锚

处理含大量非分层介质结构的悬浮随机行走电容提取算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 435-442页

作者：宋明烨杨明喻文健清华大学计算机科学与技术系北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心北京100084

为了解决包含大量非分层介质的随机行走电容提取算法预处理时间过长的问题,提出一种优化算法.本文算法一共有2步:首先基于八分块立方体即时采样技术,提出处理复杂非分层介质的等效介电常数计算方法;然后基于网格的空间管理技术,减少随... 详细信息

为了解决包含大量非分层介质的随机行走电容提取算法预处理时间过长的问题,提出一种优化算法.本文算法一共有2步:首先基于八分块立方体即时采样技术,提出处理复杂非分层介质的等效介电常数计算方法;然后基于网格的空间管理技术,减少随机行走电容提取的预处理时间.针对不同的电容提取应用场景,还提供了选择不同非分层介质空间管理策略的建议.在多个来自集成电路设计版图的互连结构上的实验结果表明,所提算法在保证电容提取精度与随机行走运行效率的同时,显著地加快了非分层介质空间管理构造以及随机行走算法的预处理时间;在含有超过70万非分层介质的测例上,与现有算法相比,该算法使非分层介质的空间管理构造时间最多加速420倍,并使整个预处理时间从114s减少到30s.

关键词：电容提取随机行走非分层介质空间管理