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计算机工程与科学 2016年第10期杂志 文档列表

计算机工程与科学杂志高性能计算

一种基于硬件的大规模哈希流表设计与实现1955-1960

摘要：基于流的报文处理是防火墙、入侵检测等网络安全应用的重要组成功能,其中流表是流处理技术的关键数据结构,流表的规模及访问性能直接影响到流处理的能力和速度.着眼于高速网络下大规模流表的硬件实现,设计了一种基于硬件的千万级哈希流表查找架构,并在FPGA平台上进行了实现和测试.该方案在保证访存效率的同时很好地解决了冲突的难题,利用有限的存储资源,满足了高达4 900万项的流表查找需求,测试能够实现92 Mdesc/s的表查找速度,支持约220 Gbps高速以太网的处理能力.

GPU上的维度并行随机吸引策略萤火虫算法1961-1966

摘要：随机吸引策略萤火虫算法是一种元启发式优化算法.它优化了标准萤火虫算法,不仅降低了其时间复杂度,而且提高了其优化能力.高维全局优化问题的求解是一个非常耗时的过程,为了减少优化高维问题所需时间,进一步简化了随机吸引策略萤火虫算法,降低了时间复杂度,同时设计了一种维度并行策略,提出了GPU上的维度并行随机吸引策略萤火虫算法.实验结果表明,本算法保持了随机吸引策略萤火虫算法的优化能力,且加速效果明显.

基于位串内容感知的数据分块算法1967-1973

摘要：针对基于内容的可变长度的分块CDC算法中数字签名计算需要耗费大量CPU开销的问题,提出了一种基于位串内容感知的数据块分块算法.算法利用每一次失败匹配尝试所带来的位特征信息,最大限度地排除不能匹配的位置,从而获得最大的跳跃长度,减少中间计算和比较的开销.实验结果表明,本算法减小了数据分块过程中数字签名计算的开销,降低了确定块边界时的CPU资源消耗,从而优化了数据分块的时间性能.

基于负载预测的虚拟机动态调度算法研究与实现1974-1979

摘要：在云计算系统中为了实现负载均衡和资源的高效利用,需要在虚拟机粒度上对云计算系统进行调度,通过热迁移技术将虚拟机从高负载物理节点迁移到低负载物理节点.把负载预测技术和虚拟机动态调度技术相结合,提出了LFS算法,通过虚拟机历史负载数据对虚拟机未来的负载变化情况进行预测,然后根据预测结果对虚拟机进行调度,能够有效地避免云计算系统中高负载物理节点出现,实现负载均衡,提高资源使用率.

基于Hash改进的k-means算法并行化设计1980-1985

摘要：为了解决k-means算法在Hadoop平台下处理海量高维数据时聚类效果差,以及已有的改进算法不利于并行化等问题,提出了一种基于Hash改进的并行化方案.将海量高维的数据映射到一个压缩的标识空间,进而挖掘其聚类关系,选取初始聚类中心,避免了传统k-means算法对随机选取初始聚类中心的敏感性,减少了k-means算法的迭代次数.又结合MapReduce框架将算法整体并行化,并通过Partition、Combine等机制加强了并行化程度和执行效率.实验表明,该算法不仅提高了聚类的准确率和稳定性,同时具有良好的处理速度.

计算机工程与科学杂志计算机网络与信息安全

无线Mesh网络中基于业务价值的组播带宽分配方案1986-1993

摘要：高延迟及低效益是无线Mesh网络中开展流媒体业务面临的主要问题.为解决该问题,首先赋予组播业务价值,该值反映了业务的网络优先级及效益优先级,并提出一个基于组播价值优先级的组播带宽分配方案.该方案第一阶段实施基于价值优先级的不区分业务类型的静态分配,通过对高价值业务的优先调度,实现了组播价值最大化及带宽效益最大化.在拥塞时,实施第二阶段的基于业务带宽需求调整及抢占的动态分配,保证了低时延约束业务的服务质量.仿真与常见算法的比较表明,所提出的方案在保证业务网络服务质量的同时,能实现带宽效益最大化.

一种虚拟路由器资源映射算法研究1994-2000

摘要：网络虚拟化技术的提出,为解决互联网“僵化”问题找到了新的思路,受到广泛的关注.在虚拟路由器平台中,若干台互联的网络服务器资源组成了底层物理网络,通过虚拟网络映射技术,将物理网络资源有效地映射到虚拟网络设备上,组成多个虚拟网络,满足用户对网络的多样化需求.虚拟路由器资源映射问题是虚拟网络映射问题的基础,虚拟路由器实例与物理资源的映射方法决定了虚拟网络平台资源的利用率和虚拟网络系统的性能.针对虚拟路由器平台资源分配的问题,提出了物理网络资源模型和虚拟路由器资源请求模型,设计了一种启发式虚拟路由资源分配算法,并对算法的复杂性和优化目标进行了分析.

基于模糊控制的低能耗分簇协议2001-2009

摘要：能耗是影响无线传感器网络生命周期的关键,具有低能耗的无线传感器网络是业界所期望的.现有的几个网络分簇协议能在一定程度上解决和改善网络能耗问题.如LEACH协议能在一定程度上延长网络生命周期,但网络环境的可变性以及实际环境中有诸多不可估计的因素,LEACH协议就没考虑当前节点剩余能量和节点分布情况等问题.提出的基于模糊控制的低能耗分簇协议LECP-FC能较好地解决环境可变等不可估计的问题,在簇头选取的过程中着重考虑了能量、节点度、节点中心度、距离、侦听密度等因子.经过网络结构配置和仿真,其结果表明网络工作效率得到很大程度上的提高.

基于改进的模糊层次分析法的信息系统安全态势评估模型2010-2017

摘要：对已有的安全态势评估方法进行了详细分析和比较,针对现有态势评估方法中存在的主观随机性,结合信息系统规模庞大、结构复杂、信息交互频繁等问题,依据层次分析法AHP基本原理建立了信息系统安全态势评估指标体系.针对现有的模糊层次分析法FAHP存在的一致性问题,提出了新的一致性修正算法并将其应用到了安全态势评估中.另外,吸收了模糊综合评价方法FCE计算态势值的技术,建立了一种新的安全态势评估模型—层次分析法-改进的模糊层次法-模糊综合评价法模型（AHP-IF-AHP-FCE）.介绍了该模型的组成原理,给出了具体构成方法,描述了各个步骤的主要任务.实验结果表明,在信息系统安全态势评估方面,该模型比已有的模型更加有效、更加准确.

基于OpenFlow的主动式节点失效保护机制2018-2024

摘要：提出了一种节点失效时的主动保护和快速恢复机制,这种NFP机制在节点失效时能更有效地保证网络的通畅,同时消除了与控制器之间的通信延迟,并且备用信息不需要在主流表中占用空间.仿真实验结果显示,随着网络规模增大,所提出的机制比目前广泛应用的被动式方法拥有明显的优势,在大规模网络中关键节点失效的情况下仍能保持电信级网络所要求的恢复速度.

基于链接寿命的社交网络结构演化分析2025-2037

摘要：近些年来,社交网络受到越来越多的关注.社会网络服务（SNS）,例如YouTube、Facebook和Twitter等,已经成为网络上最受欢迎的网络应用之一.SNS的风靡促使越来越多的人研究社交网络的特性,特别是基于网络拓扑结构的研究,以期改善当前的网络应用并创造新的受欢迎的社交网络应用.然而,大多数的现有研究方法只是研究随着时间积累的网络结构的动态变化,这些方法无法完全反映社交网络的其他特性比如链接寿命现象.链接寿命现象是指社交网络中的边并不是永久存在的,它可能会随着时间的变化而消亡.着重研究这种社交网络中链接生存周期对社交网络结构演化的影响.具体来说,研究链接寿命对于社交网络结构基础重要参数（包括度、网络直径和平均聚类系数等）的影响.基于DBLP的真实网络数据的研究表明,在考虑链接寿命这个必要因素之后,社交网络结构的演化结果和传统研究结果有很大的不同.特别是,链接寿命的微小变化会导致网络直径的剧烈变化.

一种基于局部连通性的增强型车载网多跳广播协议2038-2044

摘要：在车载网中,许多应用都依赖于可靠高效的消息广播.由于无线信道共享介质的特性,消息广播不得不面临广播风暴问题.概率广播是一类能抑制广播风暴的简单有效的方法,然而车载网中除DV-CAST以外的概率广播协议均未考虑稀疏节点场景下的网络分割问题.在分析和验证DV-CAST协议固有缺点的基础上,借鉴其利用局部连通性进行转发决策的思想,提出了一种基于局部连通性的增强型多跳广播协议.实验表明,提出的协议能在稠密节点及稀疏节点场景中均取得较好的可靠性并具有较低开销.

认知无线电网络中安全的协作频谱检测算法2045-2050

摘要：在认知无线电网络中,当认知用户存在虚假感知信息SSDF时,协作频谱感知的性能会受到巨大影响.为了确保频谱感知的鲁棒性,提出了一种基于信誉度加权序贯频谱检测算法来识别恶意用户并减轻他们造成的影响.该算法通过使用认知用户的近期感知信息计算本地信誉度函数,再综合考虑其信誉值与感知过程中表现的稳定程度以消除恶意用户对主用户的传输效率带来的影响.仿真结果表明,在恶意攻击环境下,新算法优于现有典型协作频谱感知算法.

基于出行时间预算的有限理性出行者路网均衡模型2051-2057

摘要：为研究有限理性出行者逐日出行中出发时刻及路径调整的出行行为,引入前景理论,分析出行者依据最大准点到达概率来选择出行时间预算,将此出行时间预算作为到达参考点,进而在给定参考点下选择前景值最大的路径出行,并利用前次流量分配结果调整下次出行时间预算,经过多次出行达到路网流量平衡及准点到达概率最大的稳定状态.基于出行时间预算和前景理论建立了双层模型进行路网逐日均衡配流,用遗传算法求解最佳出行时间预算,用相继平均法计算路径平衡流量.最后基于算例验证模型和算法,并设定不同的出行选择机制分析出行时间预算、路径前景值及准点到达概率三者间的博弈关系.

一种分组密码S盒抗Glitch攻击的方案2058-2064

摘要：伴随着网络信息时代的飞速发展,各种电子产品应运而生,人们的生活变得越来越智能,越来越便捷,然而在便捷的背后却隐藏着重大的安全隐患.密码芯片是保障信息安全的重要手段之一,所以提高密码芯片的安全性迫在眉睫.以Stefan等人的针对分组密码芯片S盒的Glitch攻击为模型背景,通过加入一组同步寄存器提出基于FPGA的一种针对分组密码S盒抗Glitch攻击的方案,并通过CMOS器件的属性和Altera公司在QuatusⅡ软件中嵌入的Signal Tap功能,从理论和仿真两方面分别验证了该方案不但能够大幅度减少Glitch的个数,还能够减少各级电路产生Glitch的相关性,从而降低了攻击的成功率,提高了分组密码S盒实现的安全性,为后续FPGA密码芯片的防护提供了依据.

海上甚高频宽带数据传输技术研究2065-2069

摘要：海上无线通信是e-航海战略实施和发展的基础,现有的海上通信技术在广泛用于海上船岸与船船之间的数据通信中存在诸多限制.提出的海上甚高频宽带数据传输技术方法,改变了现有的海上甚高频的通信方式,通过分析海上甚高频频段特性,构建了基于OFDM调制方式的海上甚高频宽带数据传输模型.仿真和实验表明,该方法能够明显提高现有海上甚高频频段的通信速率,并且能够获得较低的误码率.

金融IC卡规范脱机动态数据认证的漏洞研究2070-2076

摘要：对《中国金融集成电路（IC）卡规范》（JR/R 0025,简称PBOC）第5部分、12部分、13部分、14部分中脱机数据认证机制的安全性进行了研究,分析了脱机数据认证机制抗侧信道攻击、差分错误分析以及字典攻击的能力,防止伪卡的能力,提出了规范实现过程中存在的安全漏洞.通过实际客户的银行卡片对漏洞进行了验证.结论表明该漏洞存在实际使用卡片中.最后提出了规范修改建议,以规避这种安全漏洞.

复杂网络重叠社区结构发现的演化算法研究2077-2082

摘要：复杂网络重叠社区结构的划分已成为复杂网络研究的一个热点,目前已提出了很多关于社区结构发现的算法.提出了一种基于个体从众的演化算法ICEA,基本思想是由节点邻居组成的个体依概率进行从众和变异操作,用较短时间找到最优（或拟最优）模块度的社区划分,社区结构确定后利用邻居投票机制NV发现网络的重叠节点,完成重叠社区的划分.在真实网络的实验结果表明,此算法的使用时间和划分结果都优于典型算法.