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区块链扩展技术现状与展望

软件学报 2024年第2期35卷 828-851页

作者：陈晶杨浩何琨李凯加梦杜瑞颖空天信息安全与可信计算教育部重点实验室(武汉大学国家网络安全学院) 湖北武汉430072

近年来,区块链技术引起广泛关注,其作为一种分布式账本技术,由于具备开放性、透明性和不可篡改性,已经被应用到诸多领域.但随着用户数量和访问需求的大幅增加,现有区块链体系结构可扩展性不足导致的性能瓶颈,制约了区块链技术的应用和推... 详细信息

近年来,区块链技术引起广泛关注,其作为一种分布式账本技术,由于具备开放性、透明性和不可篡改性,已经被应用到诸多领域.但随着用户数量和访问需求的大幅增加,现有区块链体系结构可扩展性不足导致的性能瓶颈,制约了区块链技术的应用和推广,如何解决可扩展性问题已成为学术界和工业界关注的热点.对已有的区块链扩展方案进行分析和总结.首先,介绍区块链基本概念和可扩展性问题的由来,定义可扩展性问题并提出衡量可扩展性的指标.其次,给出分类框架,将现有方案按网络扩展、链上扩展、链下扩展3大类进行介绍,通过对不同的区块链可扩展性方案进行分析,比较各自的技术特点并归纳优缺点.最后,对亟待解决的开放性问题进行讨论,展望区块链技术未来趋势.

关键词：区块链可扩展性交易吞吐量区块链体系结构区块链共识

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面向算力网络的智慧调度综述

自动化学报 2024年第6期50卷 1086-1103页

作者：李逸博李小平王爽蒋嶷川东南大学计算机科学与工程学院南京211189 东南大学计算机网络和信息集成教育部重点实验室南京211189 广东工业大学计算机学院广州510006

分布异构计算资源通过网络连接形成算力网络(Computing power network,CPN),其以“连”和“算”为核心.针对广分布异构性导致可行解空间巨大、强不确定性导致可行解空间易变、高约束复杂性导致可行解孤岛繁多、多目标性导致冲突目标权... 详细信息

分布异构计算资源通过网络连接形成算力网络(Computing power network,CPN),其以“连”和“算”为核心.针对广分布异构性导致可行解空间巨大、强不确定性导致可行解空间易变、高约束复杂性导致可行解孤岛繁多、多目标性导致冲突目标权衡优化难等挑战,提出一个多层次算力网络体系框架,包括参数化结构化业务管理、三阶段(计划、调度、执行)闭环调度模式、多模态资源管理三个功能.提出支持快速、高效、鲁棒的“算法+知识+数据+算力”的算力网络智慧调度框架,形式化分析可行解空间,解析调度策略关键参数,定性分析调度算法性能与效率的内在关系,详细综述调度算法类型,综述算力网络调度研究进展与发展方向.对比已有相关综述研究,展望算力网络调度未来理论和技术的难点与趋势.

关键词：算力网络云计算边缘计算资源调度知识

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基于多通道交叉卷积UCTransNet的双能CT基材料分解方法

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光学学报 2024年第5期44卷 128-142页

作者：吴凡金潼詹郭睿解晶晶刘进张谊坤安徽工程大学计算机与信息学院安徽芜湖241000 计算机网络和信息集成教育部重点实验室(东南大学) 江苏南京210096 东南大学影像科学与技术实验室江苏南京210096

提出一种基于多通道交叉卷积UCTransNet(MC-UCTransNet)的图像域双材料分解方法。该网络以UCTransNet为基础架构,采用通道交叉融合转换器和通道交叉注意模块来提高基材料分解性能,实现双输入双输出的端到端映射。网络中通道交叉融合模... 详细信息

提出一种基于多通道交叉卷积UCTransNet(MC-UCTransNet)的图像域双材料分解方法。该网络以UCTransNet为基础架构,采用通道交叉融合转换器和通道交叉注意模块来提高基材料分解性能,实现双输入双输出的端到端映射。网络中通道交叉融合模块和通道交叉注意模块可更好地捕捉复杂的通道信号相关性,以更充分地进行特征提取与融合,实现基材料生成路径之间的信息交换。为进一步提高模型的拟合性能,网络训练时采用混合损失及Sigmoid函数的归一化方法。实验结果表明,在骨骼基材料及软组织碘基材料分解任务中,所提方法能获得优质的基材料图像,与对比方法相比,其分解后的基材料图像在准确度及噪声伪影抑制上表现更好。

关键词：机器视觉双能计算机断层成像基材料分解多通道交叉卷积注意力噪声抑制

车辆群智感知中激励驱动的车辆选择与调度方法

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计算机研究与发展 2024年第9期61卷 2213-2228页

作者：王振宁曹越江恺林海周欢武汉大学国家网络安全学院武汉430072 空天信息安全与可信计算教育部重点实验室(武汉大学) 武汉430072 西北工业大学计算机学院西安710129

车辆群智感知旨在利用智能车辆配备的车载传感器和计算资源,收集一系列区域的感知数据.目前,根据车辆轨迹是否可更改,通常可将感知车辆分为机会型车辆和参与型车辆.其中,机会型车辆轨迹路线固定,不可随意更改.而参与型车辆轨迹路线可根... 详细信息

车辆群智感知旨在利用智能车辆配备的车载传感器和计算资源,收集一系列区域的感知数据.目前,根据车辆轨迹是否可更改,通常可将感知车辆分为机会型车辆和参与型车辆.其中,机会型车辆轨迹路线固定,不可随意更改.而参与型车辆轨迹路线可根据现实需求进行更改.因此,如何选择合适的机会型车辆完成感知任务,以及如何规划参与型车辆的轨迹是一项挑战性研究问题.这里,以2种类型感知车辆的不同移动特性为出发点,通过群智感知平台(CSP)管理2种类型的车辆,并分别针对机会型车辆和参与型车辆解决不同的问题.首先,针对机会型车辆,需选择特定的车辆集合,以完成感知任务并最小化CSP开销.为解决此问题,提出一项基于反向拍卖的激励机制以选择开销最小的车辆集合完成感知任务,主要包括获胜车辆选择和报酬支付2个阶段,同时验证了所提方法可保证机会型车辆的个体合理性和真实性;其次,针对参与型车辆,需通过CSP调度以规划每个参与型车辆的轨迹,执行感知任务并最小化CSP的开销.为解决此问题,提出一项基于深度强化学习的方法以调度车辆行驶轨迹,为车辆分配不同的感知任务.此外,在最小化CSP开销的同时,还考虑感知任务执行的公平性问题,引入感知公平指数以确保不同子区域感知任务完成的均衡性.最后,基于真实世界数据集的广泛评估表明,所提方法效果良好,并优于其他基准方案.

关键词：车辆群智感知机会型车辆感知参与型车辆感知公平性反向拍卖深度强化学习

ChatGPT的工作原理、关键技术及未来发展趋势

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西安交通大学学报 2024年第1期58卷 1-12页

作者：秦涛杜尚恒常元元王晨旭西安交通大学智能网络与网络安全教育部重点实验室西安710049

ChatGPT是自然语言处理领域的一项重要技术突破,专注于对话生成任务,在多种任务中表现出卓越的性能。主要探讨ChatGPT的演变历程、关键技术,并分析了其未来可能的发展方向。首先,介绍了ChatGPT的模型架构和技术演进过程。随后,重点讨论... 详细信息

ChatGPT是自然语言处理领域的一项重要技术突破,专注于对话生成任务,在多种任务中表现出卓越的性能。主要探讨ChatGPT的演变历程、关键技术,并分析了其未来可能的发展方向。首先,介绍了ChatGPT的模型架构和技术演进过程。随后,重点讨论了ChatGPT的关键技术,包括提示学习与指令微调、思维链、人类反馈强化学习。然后,分析了由于基于概率生成原理所造成的固有局限,包括事实性错误、垂直领域深度性弱、潜在的恶意应用风险、可解释性及模型实时性差等。最后,探讨了其在典型应用中存在的问题和相应的解决途径,包括在训练评估过程中考虑道德和安全性因素,以降低潜在风险;结合外部专家知识和迁移学习,以提高模型对特定领域的理解能力,更好地适应特定任务场景;引入多模态数据,以提高模型信息理解能力,增强模型通用性和泛化性。通过对ChatGPT模型框架、技术演变与关键技术的分析,为深入理解ChatGPT提供帮助;结合原理分析其固有缺陷,并结合实际应用中存在的问题,挖掘未来可能的研究方向,为自然语言处理领域的深入研究提供有益参考。

关键词： ChatGPT模型架构概率生成强化学习迁移学习

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面向多租户的可信容器分层密钥管理方法

计算机工程与应用 2024年第12期60卷 283-293页

作者：钟倩赵波安杨李蔚栋陈喜丰上官晨晗武汉大学国家网络安全学院、空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072 武汉大学计算机学院武汉430072

针对现有可信容器框架在多租户场景下缺乏密钥保护的问题,提出一种基于可信平台模块TPM的可信容器分层密钥管理方法TCKM。利用分层密钥管理机制,绑定TPM与容器密钥块,保护容器密钥块生成与存储的安全。通过基于容器属性的密钥授权值在... 详细信息

针对现有可信容器框架在多租户场景下缺乏密钥保护的问题,提出一种基于可信平台模块TPM的可信容器分层密钥管理方法TCKM。利用分层密钥管理机制,绑定TPM与容器密钥块,保护容器密钥块生成与存储的安全。通过基于容器属性的密钥授权值在密钥使用时验证容器属性,使得只有满足一定属性的指定容器能够获取并使用密钥,防止容器密钥块的盗用,实现密钥的安全使用。采用内核与硬件TPM相结合的加密方式提高基于TCKM密钥管理方法的数据保护效率。实现了TCKM密钥管理方法并基于Docker18.09进行测试与评估,测试结果表明,方案以较小的性能开销保护可信容器内密钥的安全及文件数据的机密性,具有很好安全性和数据保护效率。

关键词：容器多租户可信计算密钥管理

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分组密码算法uBlock积分攻击的改进

电子与信息学报 2024年第5期46卷 2149-2158页

作者：王晨崔佳敏李木舟王美琴山东大学网络空间安全学院(研究院) 青岛266237 泉城实验室济南250100 山东大学密码技术与信息安全教育部重点实验室济南250100

积分攻击是由Daemen等人(doi:10.1007/BFb0052343)于1997年提出的一种密码分析方法,是继差分分析和线性分析之后最有效的密码分析方法之一。作为2018年全国密码算法设计竞赛分组算法的获胜算法,uB-lock抵抗积分攻击的能力受到较多的关... 详细信息

积分攻击是由Daemen等人(doi:10.1007/BFb0052343)于1997年提出的一种密码分析方法,是继差分分析和线性分析之后最有效的密码分析方法之一。作为2018年全国密码算法设计竞赛分组算法的获胜算法,uB-lock抵抗积分攻击的能力受到较多的关注。为了重新评估uBlock家族密码算法抵抗积分攻击的安全性,该文利用单项式传播技术,结合混合整数线性规划(MILP)工具搜索积分区分器,并利用部分和技术进行密钥恢复攻击。对于uBlock-128/128和uBlock-128/256,基于搜索到的9轮积分区分器分别进行了首个11轮和12轮攻击,数据复杂度为2~(127)选择明文,时间复杂度分别为2~(127.06)和2~(224)次加密,存储复杂度分别为2~(44.58)和2~(138)字节;对于uBlock-256/256,基于搜索到的10轮积分区分器进行了首个12轮攻击,数据复杂度为2~(253)选择明文,时间复杂度为2~(253.06)次加密,存储复杂度为2~(44.46)字节。与之前uBlock的最优积分攻击结果相比,uBlock-128/128和uBlock-256/256的攻击轮数分别提高2轮,uBlock-128/256的攻击轮数提高3轮。本文的攻击说明,uBlock针对积分攻击依然有足够的安全冗余。

关键词：密码分析分组密码 uBlock 积分攻击

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基于用户隐式反馈信号和多维度兴趣的新闻推荐算法

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计算机工程与应用 2024年第12期60卷 101-110页

作者：武金路崔晓晖武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430073

用户偏好建模是提升个性化新闻推荐质量的关键因素。现有的研究通常将任务建模为点击率预估任务,从用户的显式反馈信号入手,构造兴趣表征。然而,由于显式反馈信号的匮乏以及用户兴趣的多样化和多变化,目前的新闻推荐方法往往存在数据稀... 详细信息

用户偏好建模是提升个性化新闻推荐质量的关键因素。现有的研究通常将任务建模为点击率预估任务,从用户的显式反馈信号入手,构造兴趣表征。然而,由于显式反馈信号的匮乏以及用户兴趣的多样化和多变化,目前的新闻推荐方法往往存在数据稀疏和信息茧房的问题。提出了一种基于用户隐式反馈信号和多维度兴趣的新闻推荐算法。通过引入用户曝光未点击这类隐式反馈信号,缓解推荐模型建模时的数据稀疏问题,提出对比注意力机制对用户点击和未点击新闻进行融合建模。此外,还提出了基于候选新闻感知的用户动态兴趣建模和动静态兴趣的对比学习建模,最终得到多维度用户兴趣表征,以实现丰富、准确、动态更新的用户偏好定位。该研究在真实数据集上进行了大量实验,用三种评价指标以及多种性能测试与其他基线方法进行比较,验证了提出的模型优于其他方法。

关键词：新闻推荐多维度兴趣建模隐式反馈注意力机制

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面向车载自组织网络的混合信任管理方案研究

计算机科学与探索 2024年第2期18卷 516-525页

作者：项丹陈泽茂武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430040

随着智能交通的快速发展,车载自组织网络(VANETs)具有广阔的发展前景,但也面临多种安全威胁。针对车载自组织网络中可能存在的内部攻击者和虚假消息,提出了一种分布式的混合信任管理方案HTMS-V。该方案考虑到车载自组织网络的特性,基于... 详细信息

随着智能交通的快速发展,车载自组织网络(VANETs)具有广阔的发展前景,但也面临多种安全威胁。针对车载自组织网络中可能存在的内部攻击者和虚假消息,提出了一种分布式的混合信任管理方案HTMS-V。该方案考虑到车载自组织网络的特性,基于改进的主观逻辑模型结合直接信任和间接信任对网络中的车辆节点进行信任评估,基于节点间的交互记录建立节点间的信任关系;基于节点信任和节点间距离进行消息信任评估,并根据信任评估结果识别网络中的虚假消息和恶意节点。为了验证所提出方案的性能,设计了四种不同的攻击场景,在车辆网络仿真平台Veins上进行对比实验,测试HTMS-V方案在各种攻击场景下的表现。实验结果表明,HTMS-V方案能有效抵抗车载自组织网络中的各种攻击,在40%恶意节点率的情况下仍能识别大部分虚假消息和恶意节点,且HTMS-V方案的表现明显优于由主观逻辑模型和基于距离的加权投票构成的基线方案。

关键词：车载自组织网络(VANETs) 信任管理主观逻辑