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第52卷,第2期
刊出日期:2024年02月
  • 理论计算机科学
  • 崔津华, 蔡志平, 刘柯江 doi: 10.13245/j.hust.240204 P1-15 在线阅读 下载(1021.88 KB)
    Intel SGX (software guard eXtensions)通过创建一个可信执行环境(TEE或enclave)来保护用户使用中的数据,它可以阻止任何特权软件,例如操作系统和虚拟机管理程序等的任意访问,确保数据和代码的机密性和完整性.尽管SGX技术拥有高安全、硬件级别的保护属性,但是其构建的可信执行环境在兼容性、性能和安全性等方面仍然存在关键的研究挑战.该综述首先系统地分析和总结了五个SGX自身设计约束,它们直接导致了SGX与二进制软件和运行时语言的不兼容性或可用性差问题,致使用户面临性能、安全性和兼容性无法全部兼顾的局面.然后,针对SGX兼容性/可用性挑战,全面梳理和总结了三种不同类型的解决方案,分析了它们的优缺点;针对SGX安全性问题,对当前流行的攻击技术进行了分类,描述了攻击关键要素和根本原因;针对SGX性能瓶颈,总结了制约enclave运行性能的主要因素,分析了SGX内部设计权衡.最后,总结了SGX研究的经验教训,展望了新一代enclave或TEE技术的研究趋势,指出了若干研究方向.
  • 何琨, 任硕, 郭子杰, 裘天宝 doi: 10.13245/j.hust.240201 P16-21 在线阅读 下载(1.36 MB)
    对于具有NP难度的完全0-1背包问题,提出了一种基于贪心与回溯思想的局部动态规划算法.该算法借鉴贪心与回溯技术快速找到近似最优解,再通过局部动态规划的结果回溯逼近最优解,兼顾了算法的正确性与时间复杂度.相比于传统动态规划算法,该算法在大多数情况下能够显著缩短求解时间;相较于智能算法,该算法能够保证所求解是最优解.实验结果表明:所提出的算法在绝大多数情形下均能够在更短时间内准确找到问题的最优解,并且该算法贪心地进行最大单位平均价值成分的选取,背包容量不再直接影响求解时间,因此对于背包容量极大的情况,该算法能够极大地缩短求解时间.
  • 陈志刚, 苏周, 方佳 doi: 10.13245/j.hust.240203 P22-28 在线阅读 下载(1.27 MB)
    针对细粒度切割后的碎纸片聚类准确率低和启发式算法拼接效果一般的问题,提出了一种基于三元组网络和混合粒子群的碎纸片自动拼接算法.碎纸片拼接分为行间聚类、兼容性评估和行内拼接三个阶段.首先,在行间聚类阶段,对投影得到的图像向量进行自适应填充以补充缺失的特征信息,再利用高斯混合模型聚类算法进行聚类;然后,在兼容性评估阶段,借助三元组网络模型,将聚类后的同一行图像映射到一个公共的度量空间,并得到一个区分度明显的距离矩阵;最后,将这个距离矩阵作为粒子的适应度值,提出了一种基于混合粒子群算法的行内拼接算法.实验结果表明:本文提出的拼接算法能够提升聚类准确率和拼接精度,在破碎文档重建工作上具有良好的效果.
  • 熊正大, 韦逸卓, 熊子恒, 何琨 doi: 10.13245/j.hust.240202 P29-35 在线阅读 下载(1.2 MB)
    针对复杂的高维数据,提出了基于持续同调的聚类(PHBC)算法.该算法从拓扑学的角度处理数据,通过使用单纯复形来计算不同种类样本的拓扑特征,将拓扑特征转化为持续同调信息,再将持续同调信息转化为向量形式作为聚类算法的输入,使得传统聚类算法能够处理高维度的数据.实验结果表明:PHBC算法能够应对并处理多种复杂的高维数据,与多个经典的聚类方法相比,在多种聚类指标上均有一定程度的提升,并且指标的标准差更小,即聚类结果的稳定性更高.
  • 李伟东, 蓝欢, 刘晓非 doi: 10.13245/j.hust.240207 P36-41 在线阅读 下载(1.11 MB)
    面对大规模多数据监测任务,有限的能量将成为无线传感器的瓶颈,本文将该问题抽象为能量受限的最大圆盘覆盖问题.即试图寻找一种能量分配方案,使得在总能量受限的情况下,传感器网络覆盖的用户收益之和最大.基于贪婪策略,设计了一个多项式时间(1/2)(1-1/e)-近似算法;进一步通过构造一个合理的代理函数,设计了一个分组进化算法,并证明在期望多项式时间内,该算法具有相同近似比.实验结果表明,分组进化算法输出解的目标函数值与最优值几乎相同.
  • 朱凯, 毛宜军, 梁早清 doi: 10.13245/j.hust.240205 P42-48 在线阅读 下载(1.24 MB)
    对有限自动机重置判定问题和道路着色问题的时间复杂性下界进行研究,证明了这两个问题的条件下界分别是关于自动机状态数和有向图顶点数的二次多项式.这说明当指数时间猜想(ETH)成立时,两个问题现有的二次算法很大可能就是理论上最好的.对于有限自动机重置判定问题,建立从两个有限自动机交问题到它的细粒度归约,利用细粒度归约的传递性,得到其下界是关于状态数的二次多项式;对于道路着色问题,由于求解问题至少与验证问题的解一样难,可将判定某个有限自动机是否可重置看成验证道路着色问题的解,从而得出其下界是关于顶点数的二次多项式.
  • 秦姣华, 段振雄, 向旭宇, 谭云 doi: 10.13245/j.hust.240206 P49-54 在线阅读 下载(1.89 MB)
    为解决传统数字水印技术导致模型精度下降的问题,并保护局部版权,提出了一种基于语义分割的三维模型版权保护算法.首先,使用PointNet对三维模型进行语义分割,并根据分割结果将模型划分为子块,以子块为单位计算版权信息,保护局部版权;然后,提出了一种基于顶点范数与表面曲率的版权信息生成算法.由于版权信息是使用无载体隐写方式生成的,因此该算法可以在不修改模型本身的情况下对模型整体及各子部件进行版权保护.实验证明:该算法在完全抵抗相似变换攻击的情况下,对其他种类攻击同样具有较好的鲁棒性.
  • 陈卫东, 朱颖慧, 钟昊 doi: 10.13245/j.hust.240211 P55-61 在线阅读 下载(1.16 MB)
    针对社交网络中影响阻塞最大化问题,在竞争独立级联模型下引入节点混合阻塞力的概念,提出一种贪心启发式求解算法.首先,借助节点影响概率的计算方法,给出度量节点阻塞能力和扩散能力的方法,分别刻画节点对负面信息和正面信息传播范围的影响;然后,融合这两种能力计算出节点的混合阻塞力.算法在每轮迭代中优先选择混合阻塞力最大的节点作为传播正面信息的阻塞节点.在典型社交网络实例上的实验表明:与现有的算法相比,该算法所选出的阻塞节点对负面信息有着更好的阻塞效果.
  • 马自萍, 谭力刀 doi: 10.13245/j.hust.240208 P62-68 在线阅读 下载(4.67 MB)
    为解决基于深度学习图像去噪方法在图像盲去噪任务中去噪能力有限和去噪效果不佳的问题,构造了小波自编码器(Wavelet-AE),并用于图像盲去噪.首先,使用Haar小波构造小波卷积层(DWT)与逆小波卷积层(IDWT);然后,分别使用DWT和IDWT构建下采样块和上采样块;最后,使用下采样块和上采样块构造小波自编码器.Wavelet-AE可以建立噪声图像与干净图像在特征空间中的映射关系,进而具备更好的图像盲去噪能力.为定量评价所提方法的图像盲去噪能力,将峰值信噪比和结构相似性作为评价指标.在Kodak和SIDD数据集上的图像盲去噪实验结果表明:Wavelet-AE与一些先进的传统方法和深度网络去噪方法相比具有更好的盲去噪能力,平均峰值信噪比(PSNR)最大可提高4.58 dB,平均结构相似性(SSIM)最大可提高0.149.
  • 钟小妹, 肖美华, 杨科, 罗运先 doi: 10.13245/j.hust.240209 P69-76 在线阅读 下载(814.98 KB)
    提出两个事件时序概念与相关规则,用于分析事件关联消息类型为挑战数的时态性质,形式化抽象物理不可克隆函数(PUFs)随机会话秘钥生成功能,扩展事件逻辑(LoET)用于形式化分析PUFs安全协议的理论.以一个基于SRAM PUFs(基于静态随机存取存储器的PUF类型)的安全双向认证协议分析为例,形式化规约了协议基于PUFs随机秘钥生成和双向认证过程,基于扩展的事件逻辑,采用定理证明方法推理证明了该协议在合理假设下满足双向强认证性质.研究表明扩展的事件逻辑理论可用于设计和分析基于PUFs安全协议.
  • 王晓峰, 莫淳惠, 张霖, 杨澜 doi: 10.13245/j.hust.240210 P77-83 在线阅读 下载(1.59 MB)
    针对带容量约束的车辆路径问题(CVRP)的特性,提出一种融合多策略改进的新型斑点鬣狗智能优化(ISHO)算法.利用K-means聚类和贪心选择相结合的初始化方法.在标准斑点鬣狗算法的基础上,融入鲸鱼优化算法中螺旋探索机制,增强算法全局搜索能力;同时,引入一种变异算子、两种交叉算子与逆操作方法,将螺旋探索与交叉变异算子相结合,重新定义离散域中的斑点鬣狗算法.最后,将ISHO算法在4种不同类型共24个国际基准算例的计算结果与其他智能优化算法进行实验对比分析,结果表明:ISHO算法能够有效避免陷入局部最优和低质量解等缺点,对求解小规模CVRP问题有一定优越性.
  • 向旭宇, 刘亚捷, 曾彬, 谭云 doi: 10.13245/j.hust.240213 P84-89 在线阅读 下载(1.44 MB)
    为了改进在细粒度图像分类过程中类别差异难以提取的问题,提出了一种基于Transformer双线性网络的细粒度网络分类优化方法(BT-Net).首先,将输入图像通过不同卷积处理成不同长度的二维向量;然后,构建重复次数不同的编码器;最后,双网络分支将图像表示为来自两个Transformer的特征集合,得到更加丰富的互补特征信息,从而提高细粒度分类的精度.实验结果表明:在CUB-200-2011,Cars196和Stanford Dogs数据集中,BT-Net分类准确率分别为89.4%,92.5%,94.8%,优于已有的双线性卷积神经网络.
  • 马占有, 郭昊, 李召恺, 李健祥 doi: 10.13245/j.hust.240212 P90-95 在线阅读 下载(998.22 KB)
    为解决直接建立系统NuSMV(符号模型检测器)模型的困难,提出一种从UML(统一建模语言)模型转换到NuSMV模型的方法,实现了UML与NuSMV结合的形式化验证.首先,使用UML中的视图对系统进行描述,建立系统的UML模型;然后,设计转换规则并给出转换算法,实现从UML模型到NuSMV模型的自动转换;最后,使用计算树逻辑对系统的属性进行描述,并通过NuSMV完成对系统的形式化验证.以一个双按键并发电梯系统为例,说明了基于UML-NuSMV的并发系统建模与验证过程.
  • 土木工程
  • 刘晓明, 杨泽曦, 杨刚, 涂树杰 doi: 10.13245/j.hust.240359 P96-102 在线阅读 下载(2.87 MB)
    为准确建立含细颗粒的粗粒土土-水特征曲线(SWCC)预测模型,首先,通过对比不同粒度成分土体的孔隙情况,考虑了土体孔隙大、小两种孔径时,SWCC呈双台阶分布的变化规律;然后,基于分形理论,分别计算代表大、小孔径孔隙的两个分形维数,建立了SWCC双分形维预测模型;最后,采用硅藻土-砂混合物实测数据验证了模型准确性,并对6组不同粒度成分土体的实测SWCC进行了预测.结果表明:SWCC双分形维预测模型的拟合优度R2>0.98,预测效果较好.当细粒质量分数为5%~25%时,土体孔隙呈双重孔径分布,SWCC具有两个台阶段,此时,大、小孔隙具有不同的分形维,R2>0.96;当土体细粒质量分数超过25%时,土体孔径分布曲线逐渐呈单峰分布,存在一个使SWCC由双台阶向单台阶转化的界限值,模型可退化为单分形维模型,R2>0.94.
  • 许颖, 樊悦, 王青原, 周思维 doi: 10.13245/j.hust.240610 P103-111 在线阅读 下载(4.4 MB)
    为探究聚丙烯纤维对混凝土断裂过程的影响,以纤维掺量和长径比为控制变量,共制备9组聚丙烯纤维增强混凝土(PPFRC)预制裂缝梁进行三点弯曲试验,并采用数字图像相关技术(DIC)对裂缝扩展过程进行分析.结果表明:聚丙烯纤维延长了混凝土弹性阶段,有效提高起裂荷载、峰值荷载和断裂耗能;降低荷载下降速率,使得混凝土具有较强裂后承载能力;聚丙烯纤维减小了混凝土开裂软化尺寸,效果与粗纤维掺量呈正相关,与细纤维掺量呈负相关,与长径比呈正相关;聚丙烯纤维大幅提高了断裂过程区(FPZ)极值长度,降低了裂缝扩展面积.
  • 范小春, 张澳, 罗聪, 张巍 doi: 10.13245/j.hust.240762 P112-119 在线阅读 下载(3.26 MB)
    提出了玄武岩筋回收轮胎钢纤维混凝土(BRC)短柱新型材料构件,为研究BRC短柱偏压性能,制作6根混凝土短柱,并结合非接触式全场应变位移测量技术-数字图像(3D-DIC)技术进行试验测量,研究了回收轮胎钢纤维(RTSF)体积掺量和偏心距对短柱偏压性能和破坏模式的影响.研究结果表明:BRC短柱受压破坏为混凝土压碎、玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋压断破坏,RTSF提高了混凝土短柱的受压性能,对限制试验柱裂缝和变形的发展具有显著作用,并能有效提高其开裂荷载、极限荷载、混凝土极限压应变和抗压强度.在相同偏心距下,与玄武岩筋普通混凝土短柱相比,BRC混凝土短柱的开裂荷载分别提高了20.46%,23.19%和38.36%,极限承载力分别提高了15.39%,21.55%和30.69%.由于现有的计算模型不足以准确计算BRC短柱受压承载力,提出了考虑RTSF混凝土抗拉强度的承载力计算模型,BRC短柱试验值与预测值符合较好.
  • 杜威, 任娟娟, 杜俊宏, 屈昌衡 doi: 10.13245/j.hust.240759 P120-126 在线阅读 下载(3.62 MB)
    为探究层间黏结参数对轨道板与自密实混凝土界面连接性能的影响,建立含内聚力模型的CRTS III型板式无砟轨道有限元仿真模型,分析了温度梯度作用下不同法向和切向黏结参数对层间损伤发展规律的影响.研究结果表明:降低界面刚度和增大断裂能分别对延缓界面损伤萌生和层间脱黏具有一定的效果,但不显著;增大内聚强度可有效控制界面损伤的发展,提高损伤萌生和层间脱黏的起始温度梯度的最大幅度分别为125%和54%;正温度梯度90 °C/m作用下,改变法向黏结参数对层间脱黏率影响较小,但增大切向内聚强度和断裂能均可有效减小界面损伤区域,层间脱黏率降低值大于15%.
  • 陈泽林, 蔡小培, 张乾, 赵磊 doi: 10.13245/j.hust.240741 P127-133 在线阅读 下载(3.99 MB)
    为揭示日照辐射下高速铁路桥隧过渡段无砟轨道温度场的遮挡效应及时空分布特征,基于日照辐射-大气环境-无砟轨道及下部基础三维热流固耦合方法,建立了过渡段无砟轨道日照辐射模型,实现了日照阴影的实时动态识别,并通过现场实测验证了模型有效性.结果表明:采用三维热流固多场耦合方法,实现了过渡段无砟轨道三维温度场的精细化求解;日照辐射下,过渡段无砟轨道沿线路纵向温度差达到25.26 ℃,距隧道口16 m范围内遮挡效应显著;随着隧道纵深增加,过渡段无砟轨道温度变化趋缓,距隧道口超过44 m后,无砟轨道温度基本稳定;一天中无砟轨道纵向温度梯度峰值呈现先增大后减小的变化规律,在14:00达到最值4.82 ℃/m;桥隧过渡段无砟轨道温度波动幅值大、纵向波动范围小,建议采用分段函数拟合温度纵向分布.
  • 查晓雄, 汪凯超, 陈德劲 doi: 10.13245/j.hust.240597 P134-141 在线阅读 下载(4.41 MB)
    提出一种施工性能优异的钢管混凝土冷却塔,并对其抗倒塌性能展开研究.首先,给出钢管混凝土冷却塔几何设计的计算公式;然后,利用有限元研究该冷却塔在不同缺口圆心角(删除支柱所对应的圆心角)下的倒塌原因及倒塌形态,从倒塌的难易程度、影响范围及动能大小三个方面对比了钢管混凝土和钢筋混凝土冷却塔的抗倒塌性能.研究结果表明:钢管混凝土冷却塔的倒塌主要由筒壁的局部失稳引起;仅当缺口圆心角超过126°时,冷却塔才会发生整体倒塌破坏;钢管混凝土冷却塔的抗倒塌性能优于钢筋混凝土冷却塔,即相对于钢筋混凝土冷却塔,钢管混凝土冷却塔开始发生倒塌时的缺口圆心角较大,倒塌过程中的动能峰值仅为钢筋混凝土冷却塔的1/10左右,且倒塌后的废墟尺寸较小.
  • 郝家旺, 李庆文, 乔兰, 邓乃夫 doi: 10.13245/j.hust.240216 P142-148 在线阅读 下载(2 MB)
    基于砂岩的核磁共振与力学试验,结合孔隙结构分形理论,分析了高温对砂岩力学性能的双重影响,研究了孔隙分形维数与力学参数的内在机制.结果表明:在150~300 ℃范围内,力学性能被显著强化;当温度超过450 ℃后,力学性能将会被显著弱化.砂岩内部的中孔与大孔具有显著的分形特征,其分形维数与力学参数呈负相关,微孔不具有分形特征.构建了峰后应力跌落的分段式本构模型,提出了峰后应变软化因子n的概念.研究表明,该模型能够合理反映高温作用后多孔砂岩应力应变曲线的变化特征.
6 2024
主 管:教育部
主 办:华中科技大学
主 编:李元元
刊 号:ISSN 1671-4512
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