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通信学报
中国通信学会
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中国通信学会

杨义先

月刊

1000-436X

xuebao@ptpress.com.cn

010-67110006-869、878、915

100062

北京市东城区广渠门内大街80号通正国际大厦6层

通信学报/Journal Journal on CommunicationsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国通信学会主办的学术性刊物，主要读者对象是通信及相关技术领域的科研机构的研究人员、大专院校通信及相关专业的教师和研究生。《通信学报》强大的审稿专家和编委会队伍，使学术刊物的质量和审稿通过速度得到了有力的保证，从而搭建了为作者和读者进行更好服务的桥梁。
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    抗拜占庭攻击的梯度净化联邦自适应学习算法

    杨辉邱子游李中美朱建勇...
    1-11页
    查看更多>>摘要：在工业大数据之下,数据安全和隐私保护是关键挑战之一.传统的数据共享和模型训练方法在应对数据泄露和恶意攻击(尤其是复杂的拜占庭攻击和投毒攻击)时效果有限,因为传统联邦学习通常假定所有参与方都是可信的,这使得模型在遭遇投毒攻击时性能显著下降.为解决这个问题,本文提出一种抗拜占庭攻击的梯度净化联邦自适应学习算法,通过滑动窗口梯度过滤器和符号聚类过滤器识别恶意梯度,滑动窗口方法检测异常梯度,而符号聚类则根据梯度方向一致性筛选出偏离的对抗性梯度,经过过滤后,使用基于权重的自适应聚合规则对剩余的可信梯度进行加权聚合,动态调整参与方梯度的权重,降低恶意梯度的影响,从而增强模型的鲁棒性.实验结果显示,尽管新型投毒攻击的强度更高,但所提算法能有效防御这些攻击且减轻模型性能的损失.相比于传统防御算法,所提算法不仅提高了模型的准确性,还提升了其安全性.

    联邦学习拜占庭攻击投毒攻击模型鲁棒性工业大数据

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    基于同态密文转换的隐私保护卷积神经网络推理方案

    李瑞琪易琴黄艺璇贾春福...
    12-23页
    查看更多>>摘要：为了解决现有隐私保护卷积神经网络交互频繁、推理准确率稍低等问题,基于同态密文转换框架,提出了一种同态友好型的非交互式隐私保护卷积神经网络推理方案.利用Pegasus同态密文转换框架,在卷积层中利用CKKS(Cheon-Kim-Kim-Song)密文进行并行化的卷积运算;在激活层和池化层中利用LWE密文和LUT(look-up table)技术实现激活函数、最大池化和全局池化的计算;利用Pegasus框架提供的密文转换技术,实现不同形式的同态密文之间的转换.理论分析和实验结果表明,所提方案能够保证数据安全,并且具有较高的推理准确率和较低的计算和通信开销.

    隐私保护卷积神经网络同态加密密文转换

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    基于Logistic-Sine-Cosine映射的混沌跳频序列构造方法及其性能分析

    曹春杰王映麟孙旸陶虹妃...
    24-30页
    查看更多>>摘要：为了解决目前混沌跳频序列的产生主要限于低维混沌映射,且存在着混沌行为有限、混沌区间不连续等问题,提出了一种新的混沌跳频序列构造方法.首先使用余弦变换法结合Logistic、Sine映射生成新的Logistic-Sine-Cosine混沌映射;然后采用中间多比特抽取法将上述映射产生的序列量化为跳频序列;最后通过实验证明,该混沌跳频序列在保持良好的平衡性、汉明相关性的前提下,有效提高了序列的随机性和复杂度,可以加强通信过程中的抗预测性和抗干扰性.

    混沌跳频序列混沌映射汉明相关性

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    SGX-based LibOS中系统调用转发机制研究

    刘西蒙黄应康刘维杰范倍汐...
    31-40页
    查看更多>>摘要：SGX-based LibOS允许现有的未经修改的应用程序在SGX Enclave中运行.然而,不同的SGX-based Li-bOS在架构设计、系统调用模拟以及系统调用转发机制上存在差异,增加了用户使用门槛,并使得调试程序错误变得棘手.为了应对这些问题,提出了系统调用动态测试框架,对各种SGX-based LibOS进行了测试,追踪了系统调用在LibOS中的执行状况,并比较了其在Linux宿主机上的运行差异.同时,分析了实验结果,深入探讨了不同基于SGX的LibOS中系统调用转发机制的差异,总结了它们对Linux功能的模拟情况以及编程语言运行时的支持状态,并指出了该领域的不足和待改进之处.

    IntelSGX系统安全库操作系统系统调用

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    面向工业物联网的无配对数据高效验证和聚合协议

    马蓉冯涛
    41-50页
    查看更多>>摘要：作为智能制造的支撑技术,工业物联网利用高效的数据共享驱动着工业生产的网络化、数字化、智能化,有助于制造企业降本增效,提升自身核心竞争力.然而因为工业生产现场设备自身资源的有限性使得维护系统安全的计算成本高昂且无法抵御各种攻击等缺陷极大地阻碍了其发展.因此,为了解决这些难题,提供工业系统稳健性、维护安全目标和提高效率,提出了一种无配对的数据高效验证和聚合(EUVA)协议.在基于椭圆加密算法的工业物联网环境中,使用同态加密技术提供数据隐私保护,并提供验证密钥管理方案,从而实现安全、高效的无配对验证.此外,通过安全性分析表明所提协议满足所提的安全目标.最后,通过MIRACL进行的性能分析表明,所提出的EUVA协议在计算通信成本和能源开销方面优于先前的类似机制.

    工业物联网无配对验证数据聚合密钥管理安全分析

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    基于动态布谷鸟过滤器的多关键词可搜索加密方案

    王谦赵圣楠赵川荆山...
    51-59页
    查看更多>>摘要：已有多关键词可搜索加密方案在服务器端使用布谷鸟过滤器(CF)实现了多关键词搜索.CF的容量是预设的,这无法满足服务器端持续增长的扩容需求.为解决上述问题,提出了动态多关键词可搜索加密(DMKSE)方案.DMKSE使用动态布谷鸟过滤器来解决服务器端的扩容需求,同时改进了文档-关键词对的存储方式,提高了服务器端的空间利用率,且没带来额外的时间开销.实验结果表明,DMKSE的空间利用率至少比原方案提高了1.348 1倍.

    可搜索加密多关键词查询动态布谷鸟过滤器空间利用率

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    基于Hyperledger Fabric的电子病历共享方案

    陈嘉莉马自强苗莉李冰雨...
    60-74页
    查看更多>>摘要：针对电子病历的存储安全与共享过程中涉及的病历所有权及访问控制问题,提出了一种基于Hy-perledger Fabric的电子病历共享解决方案.在此方案中,电子病历通过智能合约实现的代理重加密技术,根据是否需要共享的条件,被加密并存储在星际文件系统(IPFS)中.病历的IPFS地址将被记录在区块链上,以确保其不可篡改性.在共享病历时,患者将制定严格的访问控制策略,借助基于属性的加密(CP-ABE)和Asmuth-Bloom秘密共享算法,确保电子病历仅能被经过授权的人员访问.同时,参与秘密分发的各方将协作恢复密钥,进而解密病历.所提方案在安全性方面进行了全面阐述,确保电子病历在存储与共享过程中能够抵御各类攻击,保证数据的完整性和隐私性.与其他秘密共享方案相比,所提方案在理论上的时间复杂度上表现出色,为电子病历的安全存储与多人共享提供了高效且可靠的解决方案.

    HyperledgerFabric电子病历共享代理重加密Asmuth-Bloom秘密共享算法

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    基于均匀量化的二维多尺度排列熵算法

    王大铭史鹏飞雷一航边皓冉...
    75-86页
    查看更多>>摘要：为了解决将排列熵算法扩展到二维时,子序列中相等值会导致某些排列模式的概率增加的问题,提出了一种基于均匀量化的二维多尺度排列熵(MUPE2D)算法.算法通过基于均匀量化重新定义排列模式,消除了相等值对计算的影响.使用MUPE2D算法对各种合成纹理、MIX2D(p)图像和加密图像进行了研究,结果表明,即使图像中存在大量等值,MUPE2D算法也能有效量化加密图像的复杂性和信息隐藏能力.综上所述,MUPE2D算法为评估图像复杂度提供了一种有效的手段.

    二维排列熵多尺度熵加密图像分析纹理分析

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    无线通信物理层内生安全:关键技术、优势与未来挑战

    鲁信金施育鑫雷菁杨志飞...
    87-96页
    查看更多>>摘要：无线通信的高速发展对通信的安全架构设计提出了更高的要求.无线系统的广播性和开放性,使得信息传输容易受到截获、窃听和干扰,带来了相当程度的安全威胁.无线通信物理层内生安全是从无线信号传输的最底层——物理层出发,利用无线信道内在特征和通信相关技术来补充已有的安全机制并改善无线传输的安全性.根据未来无线通信安全发展趋势,围绕无线通信物理层内生安全关键技术展开论述,概括了无线密钥生成技术、无线身份认证技术以及无线加密传输技术的研究现状,分析了无线通信物理层内生安全优势,即唯一性、兼容性、异构性以及可再生性,探讨物理层内生安全设计面临的挑战,即如何实现物理层构架的去冗余和物理层功能的再利用,最后给出了无线通信物理层内生安全关键技术的未来工作展望.

    无线物理层安全无线内生属性无线密钥生成无线身份认证无线加密传输

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    基于区块链的支付信道网络:挑战与发展

    徐秀田安琪何瑞雯
    97-104页
    查看更多>>摘要：与传统金融系统的事务负载相比,区块链的事务处理能力并不占优势.支付信道是目前提高区块链系统性能的主流研究方向之一,其功能包括降低交易确认时延和提高系统交易吞吐量.支付信道网络允许大量交易离链执行,可在保证资产安全的同时降低费用并促进区块链规模化.作为支付信道网络最知名的工作,闪电网络部署在比特币之上,其在实际运行中展现了高效的性能和高昂的经济效益,引发了大量关注与研究.对以闪电网络为代表的支付信道网络研究工作进行系统化梳理,整理分析闪电网络的潜在攻击和改进方向.在此基础上,将现有研究成果细化到安全性攻击、隐私漏洞和难以实现的系统假设等方面,针对闪电网络的关键挑战进行详细调研,并比较现有解决方案.最后,突出了支付信道网络的发展潜力,并确定了亟待解决的关键问题,以推进区块链支付信道网络的研究.

    区块链低时延高性能支付信道网络闪电网络

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