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计算机科学
计算机科学

朱完元

月刊

1002-137X

jsjkx12@163.com

023-63500828

401121

重庆市渝北区洪湖西路18号

计算机科学/Journal Computer ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊的读者对象是:大专院校师生,从事计算机科学与技术领域的科研、生产人员。办刊宗旨是:坚持“双百”方针,活跃计算机科学与技术领域的学术气氛,重点报导国内外计算机科学与技术的发展动态,为我国的计算机科学与技术立于世界之林、达到国际先进水平奋斗而矢志不渝。
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    抗JPEG压缩的自适应图像隐写算法

    张静涵陈文
    321-330页
    查看更多>>摘要:现有的网络通信系统在传输图像时往往会对图像进行JPEG压缩以节约通信开销.然而,传统的图像隐写技术缺乏抗JPEG压缩的能力,系统对含密图像进行有损压缩后,容易导致秘密信息被破坏而无法被正确提取.因此,设计安全、鲁棒的图像隐写技术具有重要的实际应用价值.文中提出了一种抗JPEG压缩的自适应图像鲁棒隐写算法.首先,分析了 JPEG压缩对载体图像造成的信息损失,确定了在JPEG压缩前后保持稳定的纹理特征作为秘密信息的鲁棒嵌入域.其次,以此为基础,提出了一种基于图像分块纹理特征自适应调整的秘密信息量化嵌入方法,将秘密信息嵌入到抗压缩变换能力较强的图像块纹理均值特征中.最后,利用错误反馈机制对生成的含密图像进行调整,直到秘密信息提取错误率达到期望值,最终生成抗JPEG压缩的鲁棒含密图像.在BossBase1.01图像库上进行对比实验,结果表明,文中提出的抗JPEG压缩鲁棒隐写方法在经过JPEG压缩后,具有较强的抗压缩性和抗检测性,并保持了较高的图像质量.相比传统最低位(least significant bit,LSB)隐写、基于 Catalan 变换的图像隐写(Catalan based Steganography,CBS)、基于神经网络的图像隐写 FNNS(Fixed Neural Network-Steganography)和基于自编码器的鲁棒图像隐写 RoSteALS(Robust Steganography using Autoencoder Latent Space),所提算法有效地将JPEG压缩后含密图像信息提取的平均错误率分别降低了 49.79%,49.73%,37.38%和38.85%,生成的含密图像视觉质量高于基于Catalan变换的图像隐写、FNNS隐写和RoSteALS隐写,并保持了较好的抗StegExpose隐写分析性能.

    图像隐写鲁棒隐写JPEG压缩

    基于MLWE和MSIS的可验证解密方案

    郭春彤吴文渊
    331-345页
    查看更多>>摘要:两方安全计算中涉及的可验证解密技术可以应用在医疗研究数据共享、机构间合作进行模型训练等有隐私保护需求的现实场景中,有助于进一步打破数据孤岛、保障数据安全.但是目前已有的为基于格密码或其他后量子加密方案正确解密所构造的零知识证明的效率不高.面对这一现状,文中针对Kyber提出了一个基于模容错学习问题(MLWE)和模小整数解问题(MSIS)的可验证解密方案.首先,根据Kyber的加解密特性,在利用证明者和验证者所持数据构造相等关系时存在差异,该方案提出了一种利用误差估计结合Kyber的压缩函数,使证明者提供给验证者一部分所持数据的信息,从而消除差异的方法,进而提供可以用于验证的相等关系,把该关系与Dilithium签名方案无公钥压缩版本的框架相结合,构造非交互式零知识证明,将可验证解密问题转变为证明环中短向量满足的线性关系.其次,在理论上分析了方案的正确性、安全性、通信开销和计算复杂度,将方案的合理性和零知识性规约到MSIS困难假设,并提供了 2组不同安全等级的建议参数设置.最后,通过编写C语言程序测试了所提方案的正确性和效率.实验结果与理论分析结果基本一致,与现有方案相比,所提方案在对单个密文的证明大小和证明时间上有显著优势,更加简洁、高效.

    可验证解密格密码MLWEMSIS零知识证明

    基于标签影响力传播的人工免疫检测器生成算法研究

    周遵龙陈文马欣蕾
    346-354页
    查看更多>>摘要:人工免疫系统利用训练样本对候选检测器进行筛选训练,以产生覆盖非 自体区域的成熟检测器用于自体和非自体的区分.传统基于否定选择的检测器生成算法(Negative Selection Algorithm,NSA)通常需要大量有标记的 自体训练样本,而实际应用中已标记样本有限,导致检测器训练不足,限制了检测器的检测精度.针对这一问题,提出了一种基于标签影响力传播的免疫检测器训练方法.在属于同一聚类的样本中,通过少量的已标记聚类成员进行标签影响力传播,为聚类中的未标记样本进行伪标记.随后,基于噪声学习的伪标记评估去除低可信的新标记样本.通过了标签评估的新标记样本被加入训练样本集合,以扩展已标记样本规模,提升免疫检测器的训练质量.在7类不同维度和规模的UCI公开数据集上的对比实验结果表明,所提基于标签影响力传播的免疫检测训练算法能够有效提升检测器的训练性能,尤其在训练样本有限或数据集不均衡的情况下,检测器的性能明显优于传统方法,相较于PSA,co-PSA和GFNSA等检测生成算法,检测器的识别精度平均提升了 10%.

    标签影响力传播人工免疫检测器生成算法标签评估

    基于Jump-SBERT的二进制代码相似性检测技术研究

    严尹彤于璐王泰彦李宇薇...
    355-362页
    查看更多>>摘要:二进制代码相似性检测技术在不同的安全领域中有着重要的作用.针对现有的二进制代码相似性检测方法面临计算开销大且精度低、二进制函数语义信息识别不全面和评估数据集单一等问题,提出了 一种基于Jump-SBERT的二进制代码相似性检测技术.Jump-SBERT有两个主要创新点,一是利用孪生网络构建SBERT网络结构,该网络结构能够在降低模型的计算开销的同时保持计算精度不变;二是引入了跳转识别机制,使Jump-SBERT可以学习到二进制函数的图结构信息,从而更加全面地捕获二进制函数的语义信息.实验结果表明,Jump-SBERT在小函数池(32个函数)中的识别准确率可达96.3%,在大函数池(10000个函数)中的识别准确率可达85.1%,比最先进(State-of-the-Art,SOTA)的方法高出36.13%,且Jump-SBERT在大规模二进制代码相似性检测中的表现更加稳定.消融实验表明,两个主要创新点对Jump-SBERT均有积极作用,其中,跳转识别机制的贡献最高可达9.11%.

    二进制代码相似性检测语义信息SBERT网络结构跳转识别机制

    基于对抗样本和自编码器的鲁棒异常检测

    李沙沙邢红杰
    363-373页
    查看更多>>摘要:基于自编码器的异常检测方法仅利用正常样本进行训练,因此可以有效地重构正常样本,但不能较好地对异常样本进行重构.另外,当基于自编码器的异常检测方法受到对抗攻击时,往往会取得错误的检测结果.为了解决上述问题,提出了一种基于对抗样本和自编码器的鲁棒异常检测(Robust Anomaly Detection Based on Adversarial Samples and AutoEncoder,RAD-ASAE)方法.RAD-ASAE由两个参数共享的编码器和一个解码器构成.首先,对正常样本施加微小的扰动以生成对抗样本,利用正常样本和对抗样本同时对模型进行训练,以提高模型的对抗鲁棒性;其次,在样本空间中最小化对抗样本的重构误差以及正常样本与对抗样本的重构样本之间的均方误差,同时在潜在空间中最小化正常样本和对抗样本的潜在特征之间的均方误差,以提高自编码器的重构能力.在MNIST,Fashion-MNIST,CIFAR-10数据集上进行实验,结果表明,与7种相关方法相比,RAD-ASAE展现了更优的异常检测性能.

    自编码器对抗样本异常检测对抗攻击鲁棒性

    面向流动追踪的多层鲁棒Excel文档水印

    韩松源王宏霞蒋子渝
    374-381页
    查看更多>>摘要:Excel文档被广泛应用于金融财务、科学研究、数据分析、统计报告等领域,在教育培训、在线办公等诸多场景中扮演着重要角色,却也潜藏着违规使用、侵权行为和信息泄露等安全隐患.为保护Excel文档内容的安全,迫切需要研究更安全可靠的文档保护技术.文中基于Excel文档格式,提出了一种面向流动追踪的多层鲁棒Excel文档水印算法,该算法通过将多层水印信息嵌入Excel文档的单元格样式和边框的RGB颜色值中,从而能在实际应用场景中明确敏感文档传播链条,对文档泄露源头进行追踪溯源,定位泄密责任人,以减少信息泄露事件的发生.经实验对比发现,所提水印算法不可感知性好,对增加、删除、重新键入、格式刷、复制粘贴和另存为等多种常见文档操作和攻击具有很强的鲁棒性,同时支持多层水印嵌入.与其他基于文档格式的水印算法相比,所提算法具有更好的水印不可见性、更强的鲁棒性和更宽广的应用范围.

    Excel文档水印鲁棒性多层嵌入追踪溯源

    面向多重属性的区块链去中心化程度度量模型

    张睿蓉牛保宁樊星
    382-389页
    查看更多>>摘要:去中心化是区块链的典型特征,随着区块链技术的不断发展,去中心化程度定量度量的现实意义也逐渐加深.现有区块链去中心化程度度量方法采用的评价指标或是考虑节点功能,或是考虑网络性能,评价角度不同,导致提出的模型和评价指标存在较大的偏差.为此,文中面向区块链交易流程,提取节点功能完整、网络传输、数据存储3方面影响区块链去中心化程度的关键因素,建立面向多重属 性的去中心化程度度量模型(Multi-attribute Decentralized Degree Measurement Model,MD-DMM),并进行原型实现.实验结果表明,数据存储、节点功能完整、网络传输对去中心化特征的影响程度依次降低,比特币的去中心化程度分别比比特现金、以太坊及以太经典高约3.5%,30%,38%.且所提模型与现有度量方法相比度量指标更加全面,为量化度量区块链平台的去中心化程度提供了理论依据和数据支撑.

    区块链去中心化程度节点功能完整网络传输数据存储

    CCF会费自动续费服务上线

    CCF微信公众号
    389页

    基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案

    赵耿吴锐马英杰黄思婕...
    390-399页
    查看更多>>摘要:无线通信网络的迅猛发展使得传输信息量迅速增加,这对系统的传输效率和通信安全提出了更高的要求.为满足上述要求,提出了一种基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案.首先,设计了一种反馈元胞自动机,以提高元胞自动机的周期性和伪随机性.将反馈元细胞自动机的迭代结果进行归一化后,作为扰动加入时空混沌系统中.通过分岔图、李亚普诺夫指数、回归映射分析和随机性测试,证明了添加该扰动的系统具有良好的混沌特性.其次,设计了一种新的三维16-ary星座图,将星座点之间的最小欧氏距离扩大了 6.3%,并结合扰动的时空混沌系统实现了三维星座旋转的物理层调制加密.实验仿真结果表明,与其他三维16-ary星座映射旋转加密算法相比,该算法的误码率性能提高了约1dB.此外,通过密钥空间、密钥灵敏度和统计攻击的安全分析,证明了其良好的安全性能.

    OFDM三维映射星座旋转时空混沌系统初等元胞自动机

    正确性可验证的密文图数据最短路径外包计算方案

    丁红发于莹莹蒋合领
    400-413页
    查看更多>>摘要:地理位置、社交网络等海量图数据应用广泛且包含大量隐私,通常需要安全的外包计算来提供多样化的查询服务.然而,如何设计正确性可验证的图数据外包计算协议仍是公开的难题.为此,提出了加密图数据上正确性可验证的精确最短路径外包计算方案.该方案利用加法同态加密构造密态图数据上的广度优先最短路径计算算法,支持加密图数据的精确最短距离查询外包计算;其次,基于双线性映射累加器构造最短路径外包计算结果的概率正确性验证机制.分析和证明表明,该方案能以概率可靠性实现正确性可验证的精确最短路径的外包计算,具备随机预言模型下的IND-CCA2安全.对比实验结果表明,所提方案相比其他相关方案在安全性、功能性方面有显著优势,性能上较已有可验证图数据外包计算方案在初始化及加密环节、查询环节、验证及解密环节的时间开销分别降低了 0.15%~23.19%,12.91%~30.89%和1.13%~18.62%.

    图数据外包计算可验证最短路径查询密码累加器同态加密