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电子学报
中国电子学会
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中国电子学会

王守觉

月刊

0372-2112

new@ejournal.org.cn;wanghui@ejournal.net.cn

010-68279116，68285082

100036

北京165信箱

电子学报/Journal Acta Electronica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>1962年创刊，中国电子学会主办的高级学术月刊。刊登电子与信息及相关领域代表我国研究水平的最新科研成果和技术进展。本刊为中国自然科学核心期刊之一；科技部科技论文统计源期刊；中国科学引文数据库来源期刊。获2000年首届国家期刊奖以及2000年国家自然科学基金重点学术期刊专项基金资助。现被五个大型检索机构（Ei、Sci-Expanded、SA、苏联文摘杂志(рж)和日本科技文献速报）作为固定收录对象。
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收录年代

    低延迟S盒的构造及双向低延迟性质研究

    吴瑞宸张蕾
    3769-3779页
    查看更多>>摘要：低延迟分组密码的设计是目前密码学研究中的热点之一,其中低延迟S盒的构造是设计中的重要研究方向.本文基于低延迟门电路和两层树型结构,搜索不同延迟水平下具有一定密码学性质的低延迟平衡布尔函数及其拓展比特置换等价类;基于将低延迟布尔函数作为分量布尔函数构造向量布尔函数的方法,本文构造得到了不同延迟水平下的低延迟S盒,并给出延迟性质和硬件实现面积具有优势的S盒实例;此外,本文对低延迟的S盒集合与逆S盒集合匹配搜索具有双向低延迟性质的S盒,给出搜索得到的实例.与PRINCE、MANTIS等其他低延迟分组密码中使用的4 bit S盒相比,本文构造的低延迟S盒在延迟水平上相较MANTIS降低了20%,与PRINCE相比降低了33%,在硬件实现面积上相较MANTIS减少了6.68%,与PRINCE相比减少了17.69%.

    低延迟分组密码低延迟S盒门电路向量布尔函数双向低延迟性质

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    基于多策略改进人工兔优化算法的三维无人机路径规划方法

    王文涛叶晨田军
    3780-3797页
    查看更多>>摘要：三维无人机路径规划问题旨在满足安全性条件的前提下为无人机规划出一条最佳的飞行路径.本文通过数学建模的方式构建出无人机路径规划的成本函数,从而无人机路径规划问题转化为多约束的优化问题,并使用元启发式算法来求解该问题.针对人工兔优化算法收敛慢以及易陷入局部最优的缺陷,本文开发了一种基于Levy飞行、自适应柯西变异以及精英群遗传策略改进的人工兔优化算法(Artificial Rabbit Optimization algorithm based on Levy flight,adaptive Cauchy mutation,and elite population Genetic strategy,LCGARO).将LCGARO与6个经典和先进的元启发式算法在29个CEC2017测试函数和6个复杂度不同的三维无人机路径规划地形场景中进行多方面对比实验.对比实验结果证明,在CEC2017测试函数的对比实验中,本文提出的LCGARO算法在22个测试函数中具有更优的寻优精度.在无人机路径规划实验中,LCGARO算法在5个地形场景中能够规划出总成本函数值最小的飞行路径.

    三维无人机路径规划人工兔优化算法Levy飞行自适应柯西变异精英群遗传策略元启发式算法

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    一种基于迭代累积梯度的多层特征重要性攻击方法

    吴骥邵文泽葛琦孙玉宝...
    3798-3808页
    查看更多>>摘要：对抗样本的可迁移性对于攻击未知模型至关重要,这在实际场景中为对抗性攻击提供了可行性.现有的迁移攻击倾向于通过不加选择地扭曲特征来降低源模型的预测精度,但是忽略了图像中目标的内在特征.受到现有关于提取特征重要性工作的启发,本文提出一种多层累积梯度攻击方法,以破坏主导模型决策的重要目标感知特征.具体而言,本文通过引入迭代累积梯度来获得特征重要性,这种梯度将与目标主体部分高度相关,从而帮助实现更好的迁移攻击.进一步,本文在不同中间层进行组合攻击,最终实现了多层累积梯度攻击.大量结果表明,相较对比实验中的最好方法,本文所提方法在正常训练模型下以更高的攻击效率取得了与之相当的攻击成功率,而在防御模型下的攻击成功率提高了2.6个百分点.

    对抗攻击黑盒攻击迁移性特征重要性迭代累积梯度

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    知识数据协同的多对手智能空中博弈策略设计

    冯锦元陈敏李俊影陈加乐...
    3809-3822页
    查看更多>>摘要：人工智能技术的迅速发展赋予了空战自主对抗策略超越人类专家的潜力.现有智能空战对抗策略依据驱动方式主要包含两类:其中,基于知识规则的策略对应用场景和专家知识依赖性强,而以强化学习为代表的数据驱动的策略可解释性差、泛化性弱.本文以全国智能空中博弈大赛多机协同空战为背景,提出了一种知识数据协同的多对手的空中博弈策略设计方法.其中,知识驱动部分基于专家知识设计一种参数化、风格化的策略,以生成高质量离线数据及初始化策略;数据驱动部分基于图注意力网络对队友、对手的信息进行针对性表征,提升训练效率及收敛性能.进一步,以动态对手匹配机制进行多对手强化学习训练,进一步提升策略泛化性.该策略与大赛16强中的12支队伍对抗,达到70%以上的统计胜率,这些队伍均采用最新的知识或数据驱动方法,风格各异,同时具有较强的作战能力.

    强化学习知识数据协同驱动空中博弈多对手泛化性

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    基于自编码器和隔离森林的水处理系统递进式异常检测方法

    胡向东刘浪
    3823-3834页
    查看更多>>摘要：集成了工业互联网技术的水处理系统随着信息化程度的加深而面临着愈加严峻的异常行为入侵挑战.针对传统异常检测方法常用单一阈值检测、检测准确率低、误报率高等问题,提出一种融合自编码器和隔离森林的水处理系统递进式异常检测方法.首先,通过降采样过滤重复数据,加快递进式异常检测模型的训练和测试效率;其次,构建自编码器隐含层神经元捕捉数据关键特征,优化自编码器的权重和偏置,设定重构误差阈值作为输入与重构之间的差异度量进行基础性检测;最后,构建以平均路径长度为异常度量阈值的隔离树并生成隔离森林,针对基础性检测发现的异常数据进一步遍历隔离树完成高级检测;基于两阶段递进式异常检测提升检测效果.实验结果表明,本文方法在安全水处理系统数据集下的异常检测准确率、F1值均超过95%,准确率相比于传统方法平均提升31.86个百分点,特别是异常检测误报率被较大幅度降至0.30%.对配水系统数据集进行泛化性分析取得的精确率、召回率等指标均超过94%.模型的训练和测试时间相较于对比方法具有综合性能上的突出优势.

    水处理系统异常检测自编码器隔离森林递进式

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    SwinT-Unet:基于双通道自注意力机制的超声图像分割方法

    宋艳涛路云里
    3835-3846页
    查看更多>>摘要：超声图像分割在疾病诊断和治疗中扮演着关键的角色,但由于超声图像的低对比度、噪声干扰以及病灶在形状、大小和位置上的差异等特点,导致准确地分割出感兴趣的区域仍然是一个具有挑战性的任务.为了解决这一问题,本文提出了一种双通道自注意力机制U型网络(SwinT-Unet),该网络利用Swin-Transformer与Unet编码器同时进行特征提取.为了有效融合Swin-Transformer和Unet编码器提取到的不同层级的特征,本文还提出了一个门控双层特征融合模块(Gated Dual-layer Feature Fusion,GDFF),通过门控机制实现了整体特征与局部特征的有效融合,从而提高分割结果的精确度和鲁棒性.本文在2个不同的超声图像分割数据集上进行了实验,结果表明,本研究所提出的模型在分割准确性和鲁棒性方面均优于现有的卷积神经网络和基于Transformer的网络模型.本文为超声图像分割领域提供了一种新的方法,并为临床医学诊断和治疗提供了更准确、可靠的支持.

    超声图像UnetSwin-Transformer图像分割医学图像

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    基于物理可解释自编码模型的雷达目标方位稳健识别算法

    廖磊瑶
    3847-3857页
    查看更多>>摘要：现有基于深度神经网络的高距离分辨(High Range Resolution,HRR)雷达目标识别方法是纯数据驱动模型,是1个飞行事故记录器结构,特征不具可解释性,在方位缺失情况下特征泛化性差,模型识别率急剧下降.对此,本文设计了一种物理可解释自编码模型(Physical Interpretable Auto-Encoder Model,PIAEM),解码网络结合雷达目标的散射点模型,利用编码网络挖掘雷达数据具有明确物理含义的散射中心特征,从成像角度描述目标的物理结构特性,如尺寸、轮廓等,在方位缺失情况下具有稳健的物理特性.设计了基于最小重构误差的分类准则,实现雷达目标识别.基于实测高距离分辨雷达回波数据的实验结果表明,本文方法提取的特征具有明确物理含义,且在方位缺失4/5的情况下,PIAEM比现有基于传统目标识别方法的准确率提升了10.27%,验证了本文方法具有方位稳健识别性能.

    雷达目标识别可解释网络散射点模型变分推断自编码网络最小重构误差

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    WiFi与ZigBee双向移动跨网通信方法研究

    李鸣许善智尹雨晴杨旭...
    3858-3864页
    查看更多>>摘要：物联网设备的爆发式增长推进了异构无线设备互联互通的进程,跨网通信技术(Cross-Technology Com-munication,CTC)允许同一频段下遵循不同底层协议的无线设备在无需网关的前提下实现直联,但移动状态下的双向跨网通信方法仍缺乏系统的研究.本文提出了一种基于能量感知的跨网通信方案——MobiCTC,它支持WiFi与Zig-Bee设备移动状态下的双向跨网通信.WiFi到ZigBee方向,该方案利用RSSI(Received Signal Strength Indicator)作为解码信息,基于能级映射实现信息解码;ZigBee到WiFi方向,该方案采用CSI(Channel State Information)作为解码信息,充分挖掘CSI的幅度与相位信息,利用机器学习方法实现分类解码.最后,本文使用TelosB节点和USRP X310平台对MobiCTC方案进行了实验验证.实验结果表明,移动状态下WiFi到ZigBee方向的系统吞吐量为139.535 bps,较WiZig提高了1.82倍,符号错误率为0.016,与WiZig基本持平;ZigBee到WiFi方向的系统吞吐量为250 bps,较FreeBee提高了15.7%,符号错误率为0.0516,较ZigFi下降了23.21%.

    异构设备跨网通信无线通信接收信号强度信道状态信息

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    一种基于模乘相等检测的标量乘碰撞攻击方法

    韩绪仓曹伟琼陈华李昊远...
    3865-3876页
    查看更多>>摘要：碰撞攻击是针对椭圆曲线密码的主要分析技术之一,其关键取决于对点加、倍点碰撞检测的正确率.由于随机操作数和分支语句的影响,对点加、倍点的碰撞检测几近于随机猜测,因而如何对点加、倍点进行碰撞检测成为亟需解决的问题.本文以Weierstrass曲线中基于雅可比坐标的点加、倍点为分析对象,提出了基于模乘相等的标量乘碰撞攻击方法.首先,结合点加和倍点的运算流程,从中识别出了有助于碰撞检测的模乘,并在模乘间构造了新的碰撞关系,将攻击转化为模乘碰撞检测.其次,本文发现在雅可比坐标中存在由坐标Z完全决定的模乘,基于此首次提出了模乘相等检测,将攻击转化为判断模乘两个操作数是否相同,从而避免了随机操作数的影响.最后,本文对一款硬件实现芯片进行碰撞检测实验,通过对曲线基于主成分分析进行压缩处理,将点加和倍点碰撞检测的准确率提高到了99%.本文提出的碰撞检测方法对采用了随机掩码和分支平衡的标量乘实现仍有效.

    标量乘雅可比坐标模乘碰撞检测模乘相等检测

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    基于CRLH反馈回路的高效率谐波调谐功率振荡器设计

    蔡奇
    3877-3885页
    查看更多>>摘要：设计了一种高效率谐波调谐功率振荡器,并在反馈回路中引入互补左右手(Composite Right/Left Hand-ed,CRLH)单元.通过谐波负载牵引仿真得到晶体管的最佳基波和谐波阻抗.通过反馈回路中的CRLH单元,实现反馈信号幅度和相位的控制,以及频率的选择.此外,负载网络通过控制二次和三次谐波终端提高效率.为了验证上述方法,采用GaN高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)在3.5 GHz设计了一个功率振荡器.测试结果表明,功率振荡器在3.49 GHz的最大效率为65.5%,对应的输出功率为39.7 dBm,验证了本文提出的电路拓扑和设计方法的有效性.同时,和其他高效率振荡器相比,本文设计的振荡器具有最小的电路尺寸.

    氮化镓高电子迁移率晶体管谐波调谐高效率射频振荡器

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