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基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 1128-1137页

作者：肖嵩陈哲杨亚涛马英杰杨腾西安电子科技大学通信工程学院西安710071 北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070

针对卫星图像在传输、存储过程中涉及的信息安全问题,该文提出一种新型的基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法。首先,提出一种改进型无限折叠混沌映射,拓宽了原有无限折叠混沌映射的混沌区间。之后,结合改进型Chebyshev混沌映... 详细信息

针对卫星图像在传输、存储过程中涉及的信息安全问题,该文提出一种新型的基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法。首先,提出一种改进型无限折叠混沌映射,拓宽了原有无限折叠混沌映射的混沌区间。之后,结合改进型Chebyshev混沌映射与SHA-256哈希算法,生成加密算法的密钥流,提升算法的明文敏感性。然后,利用混沌系统的状态值对Hilbert局部置乱后的像素进行DNA编码,实现DNA动态编码,解决了DNA编码规则较少所带来的容易受到暴力攻击的弱点。最后,使用混沌序列完成进一步混沌加密,从而彻底混淆原始像素信息,增加加密算法的随机性与复杂性,得到密文图像。实验结果表明,该算法具有较好的加密效果和应对各种攻击的能力。

关键词：卫星图像加密混沌理论 DNA动态编码哈希算法

分布式地面微波能量驱动的高空超长航时一体化无人飞行系统设计

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航空学报 2024年第17期45卷 259-278页

作者：米百刚詹浩宋立伟秦国栋邓阳平西北工业大学航空学院西安710072 西安电子科技大学机电工程学院西安710126 西安电子科技大学电子工程学院西安710126

高空超长航时飞行器在宽视域侦察、通信中继、应急救灾等领域具有重要的应用价值,为了实现真正意义上的超长航时飞行,充分利用5.8 GHz微波远距传输、低衰减等优势,提出了一种基于地面分布式微波能量驱动的高空无人飞行系统。该飞行系统... 详细信息

高空超长航时飞行器在宽视域侦察、通信中继、应急救灾等领域具有重要的应用价值,为了实现真正意义上的超长航时飞行,充分利用5.8 GHz微波远距传输、低衰减等优势,提出了一种基于地面分布式微波能量驱动的高空无人飞行系统。该飞行系统主要包括飞行端(接收整流天线)、分布式发射端、以及天地互联高精度导引跟踪系统。其中,接收整流天线采用共面波导馈电的微带贴片天线,将接收天线和整流电路分别设计在一层介质基板两侧,整流电路基于共面波导的直通滤波器优化设计,形成圆极化整流阵列,仿真结果表明该方案对微波的转换效率可超过50%。接收整流天线以近似复合夹层结构与机体融合,在机身下部平坦区域形成可替代圆形天线区域,平台在该区域使用后加载-平坦下翼面翼型,外翼段使用优化的高升力翼型,保证了一体化平台的整体效能。发射天线采用化整为零的分布式发射阵列由伺服系统驱动跟踪飞行平台,在18 km高空形成微波合成覆盖区,通过仿真证明波束收集效率最高可达80%以上。跟踪导引采用分布式定位策略,融合扩展卡尔曼滤波可以实现高空30 m定位误差的超高精度定位。设计完成了1∶6.7的缩比系统验证试验,利用缩比飞行平台以8 m飞行高度穿越80 W单一发射天线微波覆盖区,成功实现能量传输,验证了系统设计原理的可行性。

关键词：高空无人飞行平台超长航时微波传能分布式发射一体化整流天线跟踪导引

基于谱压缩的大斜视TOPS BP图像自聚焦算法

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西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 1-10页

作者：周生威李宁邢孟道西安电子科技大学雷达信号处理全国重点实验室陕西西安710071 西安电子科技大学前沿交叉研究院陕西西安710071

在机动平台大斜视TOPS模式SAR成像时,通过使用地平面直角坐标系BP成像算法,能够在短时间内获取地距平面无畸变的宽幅SAR图像,但实际应用中如何对BP图像快速完成运动误差补偿与旁瓣抑制仍是一个难点。针对此问题,提出了一种改进的谱压缩... 详细信息

在机动平台大斜视TOPS模式SAR成像时,通过使用地平面直角坐标系BP成像算法,能够在短时间内获取地距平面无畸变的宽幅SAR图像,但实际应用中如何对BP图像快速完成运动误差补偿与旁瓣抑制仍是一个难点。针对此问题,提出了一种改进的谱压缩方法,基于此能够快速实现机动平台大斜视TOPS模式地平面BP图像自聚焦等后续操作。首先,考虑到传统BP谱压缩方法仅适用于聚束成像模式,结合大斜视TOPS SAR虚拟旋转中心理论与波数谱分析,推导出了改进的精确谱压缩函数,能够通过全孔径压缩获得无模糊的地平面TOPS模式BP图像频谱。在此基础上,利用相位梯度自聚焦(PGA)能够快速完成全孔径运动误差估计与补偿。此外,基于提出的改进谱压缩方法得到的无模糊对齐BP图像频谱,可以在方位频域统一加窗实现图像旁瓣抑制。最后,通过仿真数据处理验证了所提算法的有效性。

关键词： TOPS模式地平面BP成像谱压缩运动误差补偿旁瓣抑制

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CDBS:基于CRYSTALS-Dilithium算法的盲签名方案

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通信学报 2024年第7期45卷 184-195页

作者：杨亚涛常鑫史浩鹏王伟王克北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070 西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071

为了应对传统盲签名方案在用户端、签名方和验证者交互过程中无法抵御量子计算攻击的这一难题,以NIST选定的后量子数字签名算法CRYSTALS-Dilithium为基础框架,设计了一种新型抗量子计算攻击的盲签名方案CDBS。整体方案采用Fiat-Shamir... 详细信息

为了应对传统盲签名方案在用户端、签名方和验证者交互过程中无法抵御量子计算攻击的这一难题,以NIST选定的后量子数字签名算法CRYSTALS-Dilithium为基础框架,设计了一种新型抗量子计算攻击的盲签名方案CDBS。整体方案采用Fiat-Shamir签名结构,包括密钥生成、盲化、签名、去盲和验证5个阶段,方案内部结合拒绝采样技术防止密钥泄露,使用NTT算法优化多项式计算以提高签名和验证效率。分析表明,所提方案安全性依赖于模误差学习(MLWE)问题和小整数解(SIS)问题,同时满足正确性、盲性和不可伪造性。与其他基于格的盲签名方案相比,所提方案具有较高的安全性,且签名生成过程更高效,占用开销更小。在相同样本参数设置下,所提方案整体开销仅为MBS方案的67.1%。经软件测试验证,实现一次完整的盲签名和验证过程平均仅需657.65μs。所提方案为CRYSTALS-Dilithium数字签名算法的拓展应用提供了参考。

关键词：盲签名数字签名 CRYSTALS-Dilithium 格后量子密码

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6G业务场景的不完全多视图聚类分析

西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 76-87页

作者：张茹倩承楠陈文李长乐西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 上海交通大学电子工程系上海200240

在6G网络中,由于业务种类繁杂且需求各不相同,5G网络中划分的三大业务场景已无法满足其粒度上的要求,这给6G按需服务目标的实现带来了巨大挑战。针对海量杂乱的6G场景和6G场景分类中业务数据量庞大以及数据缺失问题,提出了一套基于业务... 详细信息

在6G网络中,由于业务种类繁杂且需求各不相同,5G网络中划分的三大业务场景已无法满足其粒度上的要求,这给6G按需服务目标的实现带来了巨大挑战。针对海量杂乱的6G场景和6G场景分类中业务数据量庞大以及数据缺失问题,提出了一套基于业务关键性能指标的多维度场景聚类分析方案。该方案基于不完全多视图聚类技术,在上千种参数组合下使用肘部法和轮廓系数法进行调参聚类。聚类结果表明,提出的方案能在不完整的场景数据集中保证收敛,并达到较高的轮廓系数值。此外,通过对比不同比例的缺失数据聚类实验,所提出的6G场景聚类方案能够有效完成对于不同程度缺失数据的多维度聚类。最后,结合原始数据和聚类标签,分析并提炼聚类得到了11类场景的场景知识及各场景的关键性能指标特征,从而为未来6G网络中的新兴场景及业务提供方法基础和理论参考。

关键词： 6G 场景聚类关键性能指标不完全多视图聚类

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WIST:基于三维查找表的SM4算法新型白盒设计

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密码学报（中英文） 2024年第2期11卷 344-356页

作者：杨亚涛董辉张艳硕马英杰北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

随着密码攻击方式更加多样、隐蔽且破坏性更强,密码分析者可能拥有越来越多的攻击权限与攻击能力,甚至能够获取算法的内部结构.为了更有效保护密钥,本文提出一种基于三维查找表的白盒SM4密码算法实现方案WIST.首先将SM4分组密码算法的... 详细信息

随着密码攻击方式更加多样、隐蔽且破坏性更强,密码分析者可能拥有越来越多的攻击权限与攻击能力,甚至能够获取算法的内部结构.为了更有效保护密钥,本文提出一种基于三维查找表的白盒SM4密码算法实现方案WIST.首先将SM4分组密码算法的线性变换用矩阵表示,设计了能对密钥信息进行隐藏保护的三维查找表,利用输入编码和输出编码对查找表混淆处理,同时采用仿射函数作为外部编码,完成了SM4算法的白盒化实现,并验证了此算法的正确性.效率分析表明WIST占用内存空间适中,具有较高安全性;安全性分析表明WIST能抵抗BGE攻击、MGH攻击、侧信道攻击、线性攻击与差分攻击等常见攻击类型.WIST可以在白盒攻击环境下更好地保护密钥信息.

关键词：白盒密码 SM4算法查找表密钥混淆密码攻击

基于改进混合坐标系的大斜视俯冲机动平台SAR快速时域成像算法

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电子学报 2024年

作者：闫莉许高添张廷豪西安电子科技大学前沿交叉研究院西安电子科技大学雷达信号处理全国重点实验室西安电子科技大学物理学院

多级子图像融合是加速合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）时域成像的关键手段.然而，机动平台SAR的大斜视采集增强了频谱支持区域的不规则特性，降低图像融合的效率和精度.针对这些问题，本文设计了一种改进的混合坐标系，... 详细信息

多级子图像融合是加速合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）时域成像的关键手段.然而，机动平台SAR的大斜视采集增强了频谱支持区域的不规则特性，降低图像融合的效率和精度.针对这些问题，本文设计了一种改进的混合坐标系，在此基础上开发了大斜视俯冲机动平台SAR快速时域成像算法.得益于改进混合坐标系中建立的等效斜距模型，频谱对斜视角的敏感度降低，消除了频谱空变现象.因此，设计频谱预处理函数可以有效压缩和拼接频谱，提升图像融合的效率和精度.通过仿真和原始数据处理，验证了提出算法性能的优越性.

关键词：快速时域算法大斜视俯冲机动平台混合坐标系等效斜距模型频谱预处理

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随机数据丢包情况下组网雷达功率分配算法

系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 1957-1966页

作者：卓娅玲李响左磊胡娟西安电子科技大学雷达信号处理全国重点实验室陕西西安710071 清华大学电子工程系北京100084

在组网雷达系统中,由于节点间通信信号传播存在路径衰落等问题,雷达量测数据与资源调度数据的传输接收存在随机性。引入随机丢包变量,用以表征数据接收的随机性,建立丢包状态下组网雷达多目标跟踪功率分配模型,推导了该模型多目标跟踪... 详细信息

在组网雷达系统中,由于节点间通信信号传播存在路径衰落等问题,雷达量测数据与资源调度数据的传输接收存在随机性。引入随机丢包变量,用以表征数据接收的随机性,建立丢包状态下组网雷达多目标跟踪功率分配模型,推导了该模型多目标跟踪误差期望下界,最终建立了总功率一定条件下,以最小化目标威胁度加权期望跟踪误差下界的数学优化模型,并通过凸优化算法求解。仿真结果表明,与不考虑随机丢包变量的功率分配算法相比,所提算法在多种场景下均能有效提高目标跟踪精度。

关键词：多目标跟踪组网雷达复杂场景功率分配

无透镜编码叠层显微成像原理及研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第6期61卷 54-71页

作者：郭成飞李婧妍江劭玮邵晓鹏郑国安西安电子科技大学杭州研究院浙江杭州311231 西安电子科技大学光电工程学院陕西西安710071 杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 康涅狄格大学生物医学工程系美国斯托斯06269

叠层成像技术是近年来发展快速的相干衍射成像方法,目前已经成为世界上大多数X射线同步加速器和国家实验室不可或缺的成像工具。光学叠层成像是叠层成像技术在可见光波段的应用,分为基于透镜的傅里叶叠层成像与基于无透镜的编码叠层成... 详细信息

叠层成像技术是近年来发展快速的相干衍射成像方法,目前已经成为世界上大多数X射线同步加速器和国家实验室不可或缺的成像工具。光学叠层成像是叠层成像技术在可见光波段的应用,分为基于透镜的傅里叶叠层成像与基于无透镜的编码叠层成像。编码叠层成像作为一种新型无透镜片上显微成像技术,具有大视场、高分辨率、无像差、无标记、便携式,以及缓变相位成像等诸多技术优点。本文介绍无透镜编码叠层显微成像的基本原理及最新研究进展,分析了其成像性能,重点介绍了其在生物医学方面的相关应用,并讨论了编码叠层成像技术未来的发展方向。

关键词：叠层成像编码叠层无透镜成像计算成像显微成像