ITNS主題專欄：區(qū)塊鏈安全技術(shù)研究
Research status of smart contract security
趙 輝1，李 星1，譚嘉誠1，蓋珂珂2
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.001
智能合約是運(yùn)行在區(qū)塊鏈上的程序，具有去中心化、不可篡改的特性，被廣泛應(yīng)用于金融、能源、物聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域。然而智能合約一旦實(shí)際部署到實(shí)時網(wǎng)絡(luò)上就不能對其更改，在保證合約安全的同時，缺陷和錯誤也不能通過修改合約代碼得以解決，從而導(dǎo)致重大的安全事故。因此合約實(shí)際部署前對其進(jìn)行安全測試已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。介紹了因智能合約漏洞引起的安全事件，對常見的合約漏洞進(jìn)行詳細(xì)分析，完成對已有合約分析工具的總結(jié)，體現(xiàn)了合約安全問題的研究發(fā)展現(xiàn)狀。
The development status of frontier technology of blockchain security and privacy protection
張慧茹，汪美荃，李光順
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.002
區(qū)塊鏈提供了一個去中心化、不可篡改和可驗(yàn)證的分類賬，用于記錄數(shù)字資產(chǎn)的交易，并保證交易記錄的不可篡改性，被廣泛應(yīng)用于教育、政府和醫(yī)療等各個領(lǐng)域。然而，區(qū)塊鏈的安全性和潛在的隱私問題也成為當(dāng)前研究的焦點(diǎn)?；趨^(qū)塊鏈行業(yè)的安全現(xiàn)狀，探討了區(qū)塊鏈系統(tǒng)存在的問題和威脅；著重分析了區(qū)塊鏈安全與隱私保護(hù)的前沿技術(shù)；最后討論了區(qū)塊鏈技術(shù)未來的研究方向。
Formal analysis of the DAO exploit
朱雪陽1，2
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.003
隨著區(qū)塊鏈應(yīng)用的推廣與深入，智能合約的作用越來越突出，智能合約的安全問題也更加突顯。由于區(qū)塊鏈不可篡改的特點(diǎn)，智能合約一旦部署不可更改。在開發(fā)階段保證智能合約的可靠性顯得尤為重要。在The DAO事件中，由于智能合約中存在一種被稱為重入漏洞的錯誤，黑客得以竊取在當(dāng)時價值巨大的以太幣。通過形式化分析來更清晰地展示重入漏洞的特點(diǎn)及重入攻擊行為，并以此為例介紹基于模型檢測技術(shù)的智能合約形式化驗(yàn)證方法。
Infectious disease risk management scheme based on blockchain
范勛峰，楊文梯，關(guān)志濤
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.004
為控制疫情傳播，傳統(tǒng)的傳染病風(fēng)險管理方案大多采用中心化的管理模式，該模式存在著隱私信息易泄露、數(shù)據(jù)易被篡改、信息難以有效利用等問題。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，其去中心化、防篡改、可追溯的特性為解決上述問題提供了新的思路?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)，提出一種安全、高效的傳染病風(fēng)險管理方案。方案利用隱私集合計算對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并利用區(qū)塊鏈技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，在保護(hù)隱私數(shù)據(jù)安全的同時，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效處理，為更好地防控突發(fā)性傳染病提供了技術(shù)保障。
網(wǎng)絡(luò)與信息安全
Design of intelligent decision-making system for cyber security
馮政鑫1，唐 寅1，韓 磊2，吳 錫1
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.005
隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)日漸成熟，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也變得日益復(fù)雜。面對海量安全數(shù)據(jù)，人力已經(jīng)難以詳盡分析，導(dǎo)致做出的決策具有局限性、安全事件響應(yīng)速度慢以及處置不及時等問題。文章立足于網(wǎng)絡(luò)安全智能決策，在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上開展系統(tǒng)設(shè)計和研究工作。提出了網(wǎng)絡(luò)安全智能決策系統(tǒng)的整體架構(gòu)，設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)安全智能決策引擎，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的安全態(tài)勢進(jìn)行智能化分析，更加快速、合理地進(jìn)行決策和響應(yīng)，并針對分布式大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了拓展，形成了層次化的網(wǎng)絡(luò)安全智能決策系統(tǒng)部署架構(gòu)，為實(shí)施網(wǎng)絡(luò)空間安全智能決策做了有益探索。
The current situation and thinking of the development of cyberspace security technology
李 利1，韓偉紅2，梅陽陽2，王 歡1
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.006
隨著全球網(wǎng)絡(luò)信息化進(jìn)程的加快，網(wǎng)絡(luò)空間安全問題日益突出，網(wǎng)絡(luò)空間安全技術(shù)的發(fā)展備受關(guān)注。首先從三個領(lǐng)域概述了網(wǎng)絡(luò)空間安全技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，包括“卡脖子”安全技術(shù)、新技術(shù)及其安全、安全基礎(chǔ)研究平臺，然后系統(tǒng)梳理了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)空間安全發(fā)展存在的問題，最后針對我國網(wǎng)絡(luò)空間安全技術(shù)發(fā)展面臨的實(shí)際問題給出了具體建議。
智能算法
Multi-focus image fusion based on NSST and NLMF
吳 劍1，吳曉紅1，何小海1，李林怡2，卿粼波1
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.007
為對融合圖像的信息豐富度、邊緣清晰度以及視覺效果作進(jìn)一步的提升，設(shè)計了一種基于非下采樣剪切波變換(NSST)結(jié)合非局部均值濾波(NLMF)的多聚焦圖像融合算法。首先，將源圖像通過NSST變換進(jìn)行多尺度、多方向分解得到高、低頻子帶系數(shù)。其次，對低頻子帶系數(shù)采用局部區(qū)域的改進(jìn)拉普拉斯能量和以及非局部均值濾波融合方法構(gòu)建低頻子帶系數(shù)融合權(quán)重;對高頻子帶系數(shù)采用基于相關(guān)系數(shù)的空間頻率與能量相結(jié)合的融合規(guī)則，再加以相位一致性規(guī)則，構(gòu)建高頻子帶系數(shù)融合權(quán)重；最后，通過NSST反變換得到最終融合圖像。從三組不同聚焦圖像的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，所提算法不論是在主觀視覺上，還是在客觀評價上，融合圖像的輪廓、紋理等信息保留度以及視覺清晰度都有較好的提升。
Research on equipment energy consumption anomaly identification algorithm based on real-time data stream feature extraction
黃家續(xù)1，曾獻(xiàn)輝1，2，施陳俊1
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.008
能耗設(shè)備的節(jié)能是企業(yè)節(jié)能減排中非常重要的一環(huán)，及時發(fā)現(xiàn)能耗設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的異常，對減少不必要的企業(yè)能耗具有重要意義。利用采集到的設(shè)備實(shí)時能耗數(shù)據(jù)流，提出了一種基于多特征提取的設(shè)備能耗異常識別分類方法。首先，對樣本數(shù)據(jù)提取了低能耗時間比、高能耗時間量、DTW距離等特征量，隨后利用孤立森林算法和K-means聚類算法對每條樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行類型標(biāo)定，最后構(gòu)建了注意力機(jī)制與LSTM相結(jié)合的設(shè)備能耗異常分類算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法的分類正確率達(dá)到了97.76%，可以高效識別出不同類型的設(shè)備能耗異常，從而為企業(yè)及時作出處理、減少能耗損失提供了決策依據(jù)。
人工智能
Classification of odor descriptors based on AE-SVM
朱紅梅，駱德漢，莫卓峰
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.009
嗅覺產(chǎn)生于人們對化學(xué)物質(zhì)氣味的感知。然而，由于氣味的復(fù)雜性，人們至今還難以理清嗅覺描述符和各種物理化學(xué)參數(shù)之間的映射關(guān)系。因此，沒有建立起根據(jù)物理化學(xué)特性來預(yù)測化學(xué)物質(zhì)的氣味描述的通用方法。設(shè)計了一種基于AE-SVM(Autoencoder- Support Vector Networks，AE-SVM)的預(yù)測模型，該模型使用自動編碼器提取質(zhì)譜數(shù)據(jù)的特征，解決質(zhì)譜數(shù)據(jù)高維稀疏的問題，并用支持向量機(jī)進(jìn)行分類。結(jié)果表明，AE-SVM利用化學(xué)物質(zhì)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)成功預(yù)測嗅覺描述符，并且準(zhǔn)確度達(dá)到85.71%，對于理解化學(xué)物質(zhì)和嗅覺描述符之間映射關(guān)系具有較為重要意義。
Single-view 3D reconstruction based on margin regularization
胡茂林，李金龍，胡 濤
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.010
針對從一張物體有限的二維RGB圖像信息中還原物體的三維形狀信息，提出了基于距離正則化的單視圖三維重建。利用二維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional Neural Network，CNN)設(shè)計圖像編碼器和三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計殘差塊，再利用殘差塊為基礎(chǔ)設(shè)計三維形狀生成器,即三維殘差生成器。給定一張物體的二維RGB圖像，首先使用圖像編碼器提取RGB圖像的語義信息；然后，三維形狀生成器使用語義信息，恢復(fù)RGB圖像中物體的三維形狀信息。同時，提出了距離規(guī)則化損失，在訓(xùn)練過程中，保證三維物體形狀重建質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本方法在交并比(Intersection over Union，IoU)評價指標(biāo)上超過了之前最好的方法。
網(wǎng)絡(luò)與通信
Design of a high voltage handling SPST antenna tuning switch
夏小輝，林福江
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.012
設(shè)計實(shí)現(xiàn)了一款高耐壓單刀單擲天線調(diào)諧開關(guān)，用于Sub-6 GHz的天線孔徑調(diào)諧、阻抗調(diào)諧以及寬帶開關(guān)。設(shè)計采用串-并聯(lián)和體區(qū)自適應(yīng)偏置結(jié)構(gòu)，兼顧插入損耗和隔離度；此外基于傳統(tǒng)的堆疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，通過設(shè)計各級晶體管的尺寸不均勻，極大程度地提高了開關(guān)并聯(lián)支路承受電壓的能力；通過采用兩級偏置網(wǎng)絡(luò)，減小了柵端和體端的泄露從而削弱關(guān)斷狀態(tài)下寄生電容不等效應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)支路電壓耐受能力的提高。所提出的設(shè)計采用130 nm SOI CMOS工藝，仿真結(jié)果表明工作頻率為0.1 GHz~5 GHz，導(dǎo)通電阻為1.24 Ω，關(guān)斷電容為112 fF，插入損耗為0.14~0.48 dB，隔離度帶內(nèi)大于30 dB，電壓承受能力大于60 V。
A software load balancing strategy in resource-constrained environment
張思豪，田建宇，劉銀良，劉衛(wèi)新，劉經(jīng)天
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.013
現(xiàn)有的以Web Service為主的SOA實(shí)現(xiàn)方案普遍存在占用通信帶寬高、信息編碼不適應(yīng)窄帶消息傳遞效率等問題，難以適應(yīng)戰(zhàn)術(shù)級作戰(zhàn)部隊高速機(jī)動、窄帶網(wǎng)絡(luò)、資源受限的作戰(zhàn)特點(diǎn)。針對戰(zhàn)術(shù)級作戰(zhàn)信息系統(tǒng)在資源受限環(huán)境下實(shí)現(xiàn)服務(wù)化的需要，結(jié)合資源受限環(huán)境特點(diǎn)，分析現(xiàn)有負(fù)載均衡算法存在的不足，基于最小連接算法提出了一種動態(tài)權(quán)值分配算法。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，該算法可有效提高資源受限下的高并發(fā)負(fù)載能力。
行業(yè)應(yīng)用
Research on invoice recognition and self correction system based on color segmentation
王 濤
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.014
傳統(tǒng)基于二值圖像的框線特征提取信息的票據(jù)識別技術(shù)，其結(jié)果存在一定的差錯率，針對此問題，提出了基于顏色分割的發(fā)票識別與驗(yàn)證系統(tǒng)。通過顏色分割和版式分析，將文字區(qū)域、二維碼及圖章等不同區(qū)域進(jìn)行分割，分區(qū)域進(jìn)行識別處理后，對發(fā)票關(guān)鍵信息進(jìn)行比對驗(yàn)證。與傳統(tǒng)的票據(jù)識別技術(shù)相比，該系統(tǒng)不僅可以完成發(fā)票自動識別，還可以結(jié)合二維碼信息進(jìn)行自我驗(yàn)證，提高了發(fā)票識別信息的準(zhǔn)確性和完整性。
Multistage evaluation for the health of DNS based on group analytic hierarchy process
姜 燕1，李 露1，胡 博2，許元斌3，楊 超4，董世丹傑3，楊澤坡1，李龍媚1
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.05.015
提出一種基于群組層次分析法的多級評估體系，全面考察當(dāng)下主流的DNSSEC、惡意域名過濾等DNS安全策略以及系統(tǒng)容災(zāi)部署方式、配置界面容錯性等指標(biāo)對于DNS系統(tǒng)安全性的影響，具備監(jiān)測項(xiàng)廣泛的優(yōu)點(diǎn)。基于群組層次分析法，設(shè)置各級指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，得到量化的安全狀態(tài)綜合指標(biāo)，有效評估以不同形式搭建的DNS系統(tǒng)的安全狀態(tài)。以某電力公司DNS系統(tǒng)改造實(shí)例說明該方法的應(yīng)用過程及評估結(jié)果，為DNS服務(wù)相關(guān)的改造項(xiàng)目提供可行性論證。
