2023年, 第43卷, 第01期　
刊出日期：2025-06-18

  

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  基于梯度指导的双通道深度压缩感知图像重建方法

  欧阳宁, 任天宇, 林乐平

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 1-6. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.008

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  针对压缩感知重建图像边界部分模糊和畸变的问题，将图像的先验特性与深度学习网络相结合，提出了一种基于梯度指导的双通道深度压缩感知图像重建方法。该方法利用梯度图像和原始图像从边缘和纹理2个方面构建了双通道的深度网络模型。一方面，通过梯度分支来恢复高质量梯度图，为最后的重建图像提供额外的结构先验；另一方面，提出了梯度损失，图像的梯度约束有助于重建网络更专注于几何结构。在原图通道中采用混合卷积残差密集连接模块，扩大感受野的同时提取丰富的细节信息。实验结果表明，本方法与其他方法相比，取得了更高的重建质量，特别是在图像边界部分的恢复上有显著提升。
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  一种用于交通预测的自适应时空图神经网络

  甘萍, 林基明, 农丽萍, 王俊义

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 7-13. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.010

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  针对以往复杂的神经网络构架在空间维度上所采用的预定义图结构未包含完整交通数据空间信息，且在时间维度上不能很好地捕获交通数据长期依赖关系的问题，提出一种新的时空图神经网络。通过自适应图卷积网络(AGCN)自动捕获节点的特定状态以及自动推断不同节点之间的相互依赖关系，提取更完整的交通数据空间特征，再通过时空长短期记忆网络(ST-LSTM)中的时间记忆模块来提取交通数据的时间特征，捕获短中长期的时间依赖关系。在PeMSD4和PeMSD8数据集上进行了验证，实验结果表明，所提网络相比基线模型能够更好地提升交通预测性能。
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  基于FPGA的SDN中QoS保障算法的设计与实现

  王俊凯, 张向利

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 14-19. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.009

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  传统网络越发难以面对复杂化的网络结构，于是诞生了一种新型网络架构，即软件定义网络(SDN)。SDN数据中心的业务流主要有长流和短流，长流有持续时间长、时延不敏感、带宽需求高的特点；而短流持续时间短、时延敏感程度高、带宽需求低。短流的流量占总流量不足20%,但流量条数则约占总流量数的80%以上；长流的流量占总流量80%以上，但流量条数不足总流量数的20%。研究发现，在出端口队列中长流往往在短流前，造成短流长时间等待，极易引发网络拥塞。根据2种业务流特点提出排队机制和路由优化保障机制，将短流设置为高优先级队列，由SDN控制器优先调度排队机制；将长流设置为低优先级队列，同时采用路由保障算法进行补偿。路由保障算法首先删除不满足长流带宽需求的链路，再计算最短时延路径。为了提升本设计的算法效率，使用FPGA和万兆以太网对SDN中业务流进行仿真，并在FPGA上仿真验证了本设计对于网络的时延、带宽的优化与FPGA并行运算的优势。
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  基于ACO算法在可重构扫描网络中搜索最优测试链路的应用

  许益镇, 马峻, 曾轲

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 20-26. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.004

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  为了实现在可重构扫描网络中求解对嵌入式仪器测试时的最优测试链路问题，提出了一种基于ACO算法的必测点约束最优测试链路求解方法。首先，将扫描网络中的整体元素抽象为计算机可以识别的节点网络结构。其次，针对网络中的环路问题，提出“活性”禁忌表，在搜索到必测的节点时释放禁忌表中的节点数据，使得被搜索过的节点能再次被搜索。最后，为了能够更好地搜索最优测试链路，引入信息素系数变化因子，将信息素的更新与网络规模结合，以减小信息素更新幅度，避免搜索后期信息素浓度过度增强导致陷入局部最优。此外，在链路搜索过程中采用自适应的信息素挥发系数，保证算法的收敛速率，提高全局搜索能力。仿真实验结果表明，该算法可以有效地实现可重构扫描网络中必测点最优测试链路的求解，与传统ACO算法相比，该算法的搜索效率更高，具有一定的实用性和适用性。
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  基于改进粒子群优化PID的双补偿时钟同步算法

  符强, 孔健明, 纪元法, 董兴波, 郭宁

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 27-34. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.011

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  在无线传感网络系统中，主节点和从节点存在大量实时传输的数据，为了保证数据传输的准确性，需要传感网络上全部节点的时钟保持同步。其中，时钟偏差和时钟漂移的精确测量是实现主从时钟同步的关键。针对实际工作环境中出现的时钟漂移和时钟偏差，提出了一种基于改进粒子群算法优化PID的双补偿时钟同步算法。利用卡尔曼滤波器对时钟偏差和时钟漂移进行同时估计，利用估计值对从节点时钟进行补偿和修正。在粒子群算法更新方程的基础上引入环境因子，使粒子适应时钟不断变化的动态环境。实验结果表明，在无线传感网络系统引入改进粒子群优化PID的双补偿时钟同步算法，减少了由于动态环境中传统粒子群陷入局部最优值的影响，增强了粒子群算法的全局寻优能力，提高了时钟同步的精度，消除了从节点时钟不稳定性对时钟同步的影响。
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  一种模糊互模拟的局部算法

  胡晋玮, 钱俊彦

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 35-40. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.001

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  为了快速地对模糊迁移系统中给定状态是否满足互模拟关系进行验证，提出了一种模糊互模拟的局部算法。该算法将验证与遍历相结合，在对状态是否满足模糊互模拟关系验证的同时，动态地增加状态空间，使得算法只需遍历部分状态空间即可完成验证。在部分情况下，尤其是当2个状态不满足模糊互模拟关系时，模糊互模拟的局部算法可以更快地对给定状态是否满足模糊互模拟关系进行验证。通过Java实现了模糊互模拟的局部算法和已有全局算法，并进行了比较实验。实验结果表明，在给定状态对不满足互模拟关系的情况下，本算法比现有模糊互模拟的全局算法的效率更高。
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  基于稀疏优化的异常分布检测方法

  陈启超, 李宽

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 41-48. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.003

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  现代神经网络可能会对来自训练分布之外的输入产生高置信度的预测结果，对机器学习模型构成潜在威胁。检测异常分布的输入是在现实世界中安全部署模型的核心问题。基于能量模型的检测方法，直接利用模型提取的特征向量计算样本的能量分数，而依赖并不重要的特征可能会影响检测的性能。为了解决该问题，提出了一种基于稀疏优化的损失函数。对已经预训练完成的分类模型进行微调，在学习过程中保持模型分类能力的同时，增加正常样本特征的稀疏程度，使得正常样本的能量分数降低，正常样本与异常样本之间的分数差异变大，从而提高检测效果。该方法并未引入异常的辅助数据集，避免了样本之间相关性的影响。在数据集CIFAR-10和CIFAR-100上的实验结果表明，该方法将检测6个异常数据集的平均FPR 95分别降低了15.02%和15.41%。
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  基于复合域的SM4算法FPGA设计与实现

  李俊榜, 李金林, 潘晟, 梁家任, 钟雪绮, 张润莲

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 49-55.

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  推广和应用国密算法是加强我国信息安全的重要举措。提高密码算法的实现速度，降低其硬件实现成本，已成为实际应用中的迫切需求。该问题的解决方案之一是基于复合域的SM4算法FPGA硬件设计与实现。基于对S盒的复合域分解和电路优化，该方案降低了硬件逻辑门数；同时重构基于复合域的SM4算法硬件电路，并改进了轮常量和轮密钥的生成和存储方式，以降低硬件面积；设计了数据通信模式，以实现上位机和FPGA之间的通信，并通过数据加解密为应用提供安全支持。仿真测试和软硬件实现证实了基于复合域的SM4算法FPGA硬件实现的正确性，同时提高了算法的吞吐量。综合评测结果表明，该方案具有更小的实现面积。
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  基于彩色QR码的信息无损提取隐藏算法

  李志茹, 陈元枝, 姜文英, 张维纳

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 56-62. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.006

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  针对当前信息隐藏算法中秘密图像大多是信息量较小的二值图像或灰度图像，提取的秘密图像是有损的等问题，提出一种适用于较大编码容量的彩色QR码的无损提取信息隐藏算法。该算法先对载体图像三通道分解，将三分量分为4×8互不重叠的块，通过DCT变换获得分块的低频分量；彩色QR码通过Arnold置乱后，采用Logistic映射加密，将加密彩色QR码三通道分解，隐藏于彩色载体图像相应分块的低频分量中，并对DCT隐藏算法中由数据类型转换产生的舍入误差进行隐藏，在秘密图像提取过程中用于误差补偿。实验结果表明，该算法有效地完成了彩色QR码的加密隐藏与无损提取，具有较好的不可见性及安全性，该法亦适用于普通彩色秘密图像。
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  一种彩色二维码混合加密编解码方案

  张维纳, 陈元枝, 姜文英, 李志茹

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 63-68. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.005

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  针对彩色二维码在数据传输过程中存在的安全隐患，提出了一种彩色二维码混合加密编解码方案。先将发送方信息数据用DES算法密钥加密，再用接收方提供的RSA公钥对DES密钥进行加密，密文数据通过彩色二维码存储和传输；接收方接收密文数据后，先对彩色二维码进行解码，获得密文信息，再通过RSA私钥获得DES密钥信息，最后用DES密钥解密发送方的原始数据信息。该方案具有无密钥传输、双密钥解密、混合密文无法被单一攻击算法破解等优点，从而保护了彩色二维码的编码信息。不同加密算法下彩色二维码信息的加解密效率测试结果表明，在相同密钥长度和高安全性要求下，该混合算法对数据的加解密效率最高，且在脱离网络连接的情况下，彩色二维码系统也可进行正常的加解密操作，提高了安全性和信息数据传输效率。
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  基于B/S架构的期刊业务办公自动化研究

  张所滨, 徐周波

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 69-74. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.012

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  随着期刊出版数字化的到来，采用在线期刊编审管理系统进行网上稿件的征集、投稿、分稿、编辑审稿、专家审稿、定稿、查询稿件处理结果、关键字和参考文献审核、组版设置、发排稿件、三级签发、排版校对、清样出片、数据统计、费用管理、年终索引等功能。实现期刊编审的流程化控制，提高期刊文章编审的可靠性、透明度。本文介绍了系统实现的过程，包括需求分析，系统设计，数据库设计、系统实现进行详细说明。系统运行正常，能够满足期刊业务办公的自动化需求。
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  基于卷积残差网络的SM4算法分析

  余玥琳, 武小年, 张润莲

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 75-79. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.007

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  由于密码分析与深度学习之间天然的相似性，各种深度学习技术开始被应用于密码分析中。为分析国密SM4算法的安全性，采用卷积残差网络构建模型，搜索SM4算法差分区分器。模型基于选择的明文差值和数据集进行训练，通过数据处理、参数和函数的优化，构造了3～8轮差分区分器。测试结果表明，模型可以对SM4算法低轮数加密的密文对与随机数据进行区分，但随着轮数的增加，模型已无法有效区分密文对和随机数据。结果表明，SM4算法具有良好的安全性。
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  云存储中基于RMHT的外包数据可验证删除方案

  肖俊, 杨展鹏, 伍玉秀

  桂林电子科技大学学报. 2023, 43(01): 80-86. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2023.01.002

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  云存储中有效外包数据可验证删除机制缺乏，易导致外包数据滥用、用户隐私泄露等问题，通过带Rank的默克尔哈希树(RMHT),提出了一种云存储中基于RMHT的外包数据可验证删除方案。该方案利用安全的加密算法将外包数据加密并分块，以保证外包数据机密性，并将外包数据块存储在RMHT中，从而实现高效的外包数据完整性验证；通过删除RMHT的叶子节点实现外包数据删除，然后利用剩余的外包数据块重构RMHT生成删除证据，并结合数字签名，实现了删除结果的公开可验证性。安全性分析结果表明，该方案无需第三方即可实现外包数据机密性、完整性与可验证删除。仿真结果表明，与现有的外包数据可验证删除方案相比，该方案可降低计算开销。