可重构安全系统建模与配置生成方法研究

以安全重构元为基础,能够提供高灵活性、适应性和可扩展性安全服务的可重构安全计算系统已成为当前安全研究领域的热点问题.目前,关于重构机理的研究主要采取基于功能候选集的静态重构配置生成方法,可重构安全系统作为一种主动安全防御手段,应具有动态自动重构的能力,避免人工介入导致的脆弱性.针对动态自动可重构安全系统的建模以及配置生成过程的描述问题,提出了一种基于直觉主义逻辑扩展的动态自动可重构安全系统逻辑模型SSPE,给出了逻辑模型SSPE上的语法和推理规则,设计了基于SSPE的等级化安全重构元和安全需求建模和表达方法,并给出了基于映射关系的安全重构元描述向逻辑语言的转换规则.最后,以IPSec协议为例,阐述了可重构安全系统重构配置的动态自动推理生成过程.基于直觉主义逻辑的可重构安全系统建模和配置生成方法,为研究可重构安全系统的重构机理提供了新的思路和方法,具有重要的意义.     

基于重构构件的安全协议重构择优技术研究

安全协议可重构实现是提升其安全性能和计算性能的有效方法。在深入分析大量现有安全协议体系结构的基础上,提出了一种基于可重构构件的安全协议高性能实现架构,并且针对该架构中可重构构件库择优优化这一关键问题,提出了一种择优方法。该方法基于改进的带权集合覆盖优化算法,结合启发式优化搜索思想,实现了安全协议可重构实现中优化资源使用与减少重构时间的目的。     

基于可重构密码模块的VPN安全网关

结合片上可编程系统和IPSec技术,设计一种基于可重构密码处理模块的虚拟专用网安全网关.该网关采用双处理器结构,主处理器完成系统芯片的初始化配置、系统控制、管理和数据包的预处理,协处理器完成IPSec处理功能,可重构密码处理模块加速加解密处理,从而提高算法执行效率,同时扩展IPSec协议的安全性.实验结果表明,该网关具...     

可重构资源管理及硬件任务布局的算法研究

可重构系统具有微处理器的灵活性和接近于ASIC的计算速度,可重构硬件的动态部分重构能力能够实现计算和重构操作的重叠,使系统能够动态地改变运行任务,可重构资源管理和硬件任务布局方法是提高可重构系统性能的关键.提出了基于任务上边界计算最大空闲矩形的算法(TT-KAMER),能够有效地管理系统的空闲可重构资源;在此基础上使用FF和启发式BF算法进行硬件任务的布局.实验表明,算法能够有效地实现在线资源分配与任务布局,获得较高的资源利用率.     

可重构分组密码处理结构模型研究与设计

随着信息技术的发展和网络规模不断扩大,网络通信等应用对数据加解密处理提出了更高的要求,可重构计算是将可重构硬件处理单元和软件可编程处理器结合的计算系统.因此采用可重构计算技术来设计密码处理系统,使同一硬件能够高效灵活地支持密码应用领域内的多种算法.同时满足了密码处理对性能和灵活性的要求,提高了密码系统的安全性.论文在分析分组密码算法处理结构的基础上,结合了可重构结构的设计思想和方法,提出了一种可重构密码处理结构模型RCPA,并基于该模型实现了一款验证原型.原型在FPGA上成功进行了验证测试并在0.18μm CMOS工艺标准单元库下进行逻辑综合以及布局布线.实验结果表明,在RCPA验证原型上执行的分组密码算法都可达到较高的性能,其密码处理性能与通用高性能微处理器处理性能相比提高了10～20倍;与其他一些专用可重构密码处理结构处理性能相比提高了1.1～5.1倍.结果说明研究的RCPA模型既能保证分组密码算法应用的灵活性又能够达到较高的性能.     

面向可重构计算系统的模块映射算法

为消除重构时间对可重构计算系统性能的影响,针对多重构模块,提出一种基于动态部分可重构技术的顺序型应用程序模块映射算法。利用动态可重构技术的高效性和灵活性,通过隐藏重构时间,达到减少程序执行时间和提高系统性能的目的。基于JPEG编码测试实例的实验结果表明,运用该算法实现的模块映射方案其程序执行速度是软件实现方式的3.31倍,是硬件方式的2.59倍。     

可重构DES、3-DES加减密系统设计

针对目前密码算法软件实现和ASIC实现的局限性,提出可重构加减密系统设计;在分析DES和3-DES算法原理的基础上,通过减少3-DES的密钥长度,设计新型的3-DES加减密系统;综合新型3-DES加减密系统和DES加减密系统,设计基于可重构硬件的DES、3-DES加减密系统,该系统在xinlinx在Virtex-E系列FPGA上成功实现;实验结果显示,该系统兼有软件实现的灵活性和硬件实现的可靠性、高效性、安全性,硬件资源少,同时可以成功抵制密码攻击,密码分析和线性分析.     

可重构加密引擎设计及FPGA实现

针对网络安全加密系统中安全能力弱、开发成本高和实时能力差等问题,提出了一种基于FPGA的可重构加密引擎的设计方案,在详细论述了该加密引擎的总体设计结构的基础上,分析了FPGA实现中关键技术的解决方法。通过实验仿真表明：该引擎可以有效地提高FPGA器件的可重构性能,可重构资源比可以达到0.78,因此,该引擎在今后的嵌入式安全产品开发方面具有很好的速度和可重构应用前景。     

基于RMC的可重构制造系统设备布局优化研究*

为实现多品种变批量生产制造系统阵列式布局的动态重构,提出一种新的设备布局优化方法.建立了可重构制造系统(RMS)设备优化选择数学模型,设计了基于蚁群优化和阶序聚类算法的可重构制造单元(RMC)动态重构算法.以交货期内最小成本为目标,引入系统复杂度和系统响应度从系统能力角度完善了实现RMS重构的约束条件,最终完成了可重构制造系统设备布局优化.最后通过布局实例仿真验证该方法的可行性和有效性.     

供应链环境下UC安全的RFID所有权转移协议*

针对供应链环境下无线射频识别(RFID)标签流动所涉及的节点隐私和供应链可见性管理问题,定义了供应链环境下RFID标签所有权转移的安全需求,提出了通用可组合安全模型,并基于所提出的RFID认证协议,设计了一个能实现该模型的RFID标签所有权转移协议。安全性证明和效率分析表明该协议通过利用授权机制和哈希函数的单向性,很好地解决了可见性和不可追踪性问题,采用索引机制和标签端轻量级的计算方式提高了执行效率。与同类方案相比,该协议降低了标签端的计算量且安全性更高。     

可重构信息处理

介绍了可重构信息处理的概念, 目前的发展状况以及几种可 重构处理的方法和器件,最后对可重构处理的发展进行了简要的展望。     

可重构计算硬件平台的改进设计

针对现有可重构计算硬件平台配置时间长、灵活性受限的缺陷,提出一种改进设计。基于支持二维重构区域的Virtex-4现场可编程门阵列(FPGA)芯片,使重构模块放置更灵活、芯片面积利用率更高,通过将单片FPGA和外设集成在一块印刷电路板上,使系统的结构更紧凑,利用FPGA内嵌微处理器减轻通信和访存开销。调试结果表明,改进平台灵活性较高、功能和可扩展性更强。     

Task-based optimization of reconfigurable robot manipulators

Reconfigurable Manipulators are structurally redundant robots that utilize a subset of their joints to perform a specific task optimally. This paper presents a method of finding a task-based optimal configuration for a new type of reconfigurable robot manipulator, called the modular autonomously reconfigurable serial (MARS) manipulator. The reconfiguration optimization treats the joint space of the MARS manipulator as a 12-dimensional smooth configuration manifold. The manifold is discretized and ranked based on a variety of criteria, and then clustered into attractive and repellent regions. The user then specifies which regions are desired in the target configuration, and the manifold is reduced in dimension in order to maximize the number of attractive regions and minimize the number of repellent regions. Six manipulator configurations are synthesized using this approach, and their effectiveness is compared.     

A frequency reconfigurable MIMO antenna with agile feedline for cognitive radio applications

A novel frequency agile multiple‐input‐multiple‐output (MIMO) patch antenna based on a reconfigurable feedline is proposed. The proposed antenna structure has two hexagonal‐shaped patch antenna elements. A defected ground structure having hexagonal shape is included in the ground plane to make the design compact and improve isolation among antenna elements. Further compactness is achieved using reactive loading. Frequency reconfigurability is realized by employing varactor diodes in the microstrip feedline. The proposed antenna achieves a frequency reconfigurable band with wide tuning range from 1.42 to 2.27 GHz with good gain and efficiency. Furthermore, an envelope correlation coefficient value of less than 0.2 and minimum isolation of 12 dB was achieved, displaying good MIMO performance. The presented antenna has a planar, low profile design with compact size of 100 × 50 mm². Thus, frequency agility, wide range tuning, compactness, and planar structure of the proposed antenna design make it suitable for modern wireless handheld devices particularly in cognitive radio applications.     

可重构制造系统的关键技术

可重构制造系统是一种新型的制造模式 .本文中详细阐述了可重构制造系统的特点以及研究内容 ,并提出了拟开展的一些研究工作     

可重构专用微处理器设计方法的分析

可重构计算技术在上世纪末到本世纪初成为计算机体系结构中的一个热门的研究领域.研制可重构微处理器体系结构也是今后微处理器体系结构研究的重要发展方向之一.本文首先对可重构技术进行了简要的介绍.在此基础上,从可重构粒度、范围和时机三个方面对可重构微处理器的设计方法做了分析.最后,文章提出了一种基于＂标准基本单元-可配置通路＂的设计思路.     

低速率可重构声码器的研究与设计

为满足数字语音通信对高性能和高灵活性的应用需求,设计一种基于SELP语音编解码算法的具有可重构、高并行度、可编程、安全性等特点的声码器。介绍了该声码器的功能、设计目标、特征设计及其体系结构设计,并对四级可重构的ALU单元、数据通路单元等功能部件以及可变长VLIW专用指令集的设计进行描述。     

基于可重构系统的亚可抢占任务调度算法

针对目前在线调度算法忽略预留任务特殊性的问题,基于现有的放置策略,定义并证明一个可靠的基于最大邻接边数的放置策略。提出一种基于亚可抢占性的任务调度算法,即剥夺预留任务所占用的可重构资源再进行统一离线调度。实验表明,与已有算法相比,该算法具有更高的任务接受率和芯片利用率,且并未明显增加运行时的开销。     

可重构飞行控制律设计的混合特征结构配置方法研究

将特征结构配置与模糊控制理论相结合对飞机侧向飞行重构控制律进行设计.首先介绍了重构控制律中特征结构配置的原理和反馈增益矩阵的算法实现,在此基础上结合带优化修正参数的无量化模糊控制方法对闭环系统进行鲁棒控制器设计.该控制策略以特征结构配置作为故障后系统的内环控制器,模糊控制器作为外环控制器,使系统获得较好的动态性能和较强的鲁棒性.仿真结果表明系统有效抑制了内部参数摄动对飞行任务的不良影响.