Trie树路由查找算法在网络处理器中的实现

Trie树数据结构的实现方法灵活,所需存储器空间小,是实现高速路由查找和分组转发的理想选择。为满足10 Gb/s线速度网络处理器中微引擎的设计要求,提出一种基于最优平衡、多层存储的Trie树路由查找算法。建立一种平衡的压缩树结构,将该树中相邻的多层节点压缩到一个存储节点中。通过构造特定的数据存储结构来减小树的搜索深度,以空间换取时间,从而提高路由查找速度和分组转发效率。在网络处理器的查找微引擎设计中实现Trie路由查找算法,实验结果表明,单个微引擎的查找速度为4.4 Mb/s,能达到节省存储空间、提高查找效率的效果。     

一种提高系统搜索效率的BM改进算法

针对在线式微机防误系统中字符串匹配的特点以及BM算法匹配性能不足的问题,提出一种BM改进算法——WBM算法,以进一步缩短算法的匹配时间。去掉好后缀规则,适当改进坏字符规则,构建适用于系统维护的框架网络数据结构环境,将WBM算法应用于框架网络,实现基于该算法的微机防误系统软件。实验比对结果表明,WBM算法在BM、WBM、BMH、QS这4种对比算法中速度最快,且同硬件测试CPU使用率为0.76%,应用该算法使搜索时间缩短为3.9 s,搜索准确度提高到99.5%,能明显提高知识在计算机中搜索的效率,与框架网络相结合后,进一步节省了微机防误系统的维护时间。     

一种关于目标罚参数的精确罚函数法

罚函数法是一种将约束优化问题转化为无约束问题的重要方法.对于一般的约束优化问题,通过加入新参数,给出了一种改进的精确罚函数和这种罚函数的精确罚定理证明,提出了求解这种罚函数的算法.实验表明该算法是有效的.     

具有几乎完美代数免疫的偶数元弹性函数构造

完美代数免疫(PAI)的布尔函数能够抵御代数攻击和快速代数攻击。PAI函数的构造是目前布尔函数研究最具挑战性的问题之一。利用布尔函数的双变元表达式和有限域理论,基于Carlet-Feng函数提出一种新的偶数元布尔函数的一般性构造。证明由该构造得到的函数具有一阶弹性和至少次优代数免疫度等密码学性质,给出其代数免疫度达到最优时的充分条件,并比较该类函数、Carlet-Feng函数和由一阶级联方式构造的函数在6~16之间的所有偶数变元下抵抗快速代数攻击能力。实验结果表明,该类函数能更好地抵抗快速代数攻击,且具有几乎完美的代数免疫性能。     

基于随机扩散搜索的协同差分进化算法

针对差分进化算法存在的收敛速度慢、稳健性差等问题,借鉴多种群并行机制和随机搜索策略,提出一种基于随机扩散搜索的协同差分进化算法。引入反向混沌搜索的初始化机制,利用随机扩散搜索策略将种群分为成功和失败2个子群并进行改进,对改进的成功和失败子群分别采用不同的差分策略,克服单一差分策略的缺陷,同时定期使子群的部分最好与最差个体实现一对一的信息交流,从而达到协同进化的目的。仿真结果证明,与粒子群优化算法及差分进化算法相比,该算法具有较好的收敛速度和寻优能力。     

级联No序列的三项式特性研究

利用有限域GF(2n)到其子域GF(2m)上的迹函数及其性质,研究一类非线性扩频序列的密码学性质,即级联No序列的三项式特性。给出级联No序列的三项生成多项式的形式,将级联No序列三项式特性的结论应用到二元No序列中,解决了二元No序列的三项式特性问题。分析结果表明,级联No序列不仅具有三项式对,而且具有正则三项式对。     

非线性PID自学习控制方法研究

针对非线性、多变量、强耦合系统的控制问题,提出一种基于双曲函数的非线性PID自学习控制方法。在PID控制过程中,用双曲函数构造比例、积分、微分3个增益参数分别随误差变化的规律曲线,将传统线性PID控制律转化为非线性PID控制律的控制思想,并使用自学习算法实时调整3个非线性增益函数的增益系数,实现基于双曲函数的非线性PID自学习控制。仿真实验结果表明,与其他控制方法相比,该方法具有更强的鲁棒稳定性和抗扰动能力,是一种有效的控制方法,在非线性控制领域具有重要的应用价值。     

基于RDC-Q学习算法的移动机器人路径规划

传统Q算法对于机器人回报函数的定义较为宽泛,导致机器人的学习效率不高。为解决该问题,给出一种回报详细分类Q(RDC-Q)学习算法。综合机器人各个传感器的返回值,依据机器人距离障碍物的远近把机器人的状态划分为20个奖励状态和15个惩罚状态,对机器人每个时刻所获得的回报值按其状态的安全等级分类,使机器人趋向于安全等级更高的状态,从而帮助机器人更快更好地学习。通过在一个障碍物密集的环境中进行仿真实验,证明该算法收敛速度相对传统回报Q算法有明显提高。     

基于同态哈希函数的云数据完整性验证算法

云存储已经成为未来存储发展的一种趋势,但也带来新的安全挑战,如云服务提供商可能出于某种目的篡改数据。为确保云数据的完整性,提出一种基于同态哈希函数的云数据完整性检查算法。该算法在可信第三方的审计下,通过聚合多个RSA签名,对云数据进行完整性验证。为不泄露用户数据信息,采用同态线性认证与随机掩蔽技术,实现隐私保护。分析结果表明,该算法不仅能有效地抵抗服务器的恶意攻击,而且支持数据更新,与现有审计算法相比,该算法在验证过程中能减少计算代价,在批量审计中降低通信量,从而提高验证的效率。     

基于车牌字符边界定位的视频测速

针对卡口环境下视频测速误差大的问题,提出一种提高测速精度的方法。采用以车牌第2个字符作为车辆定位的特征块,利用小波变换分解字符的外部边界特征曲线,在低分辨率下实现目标字符的模板匹配,并获取该曲线相对模板的偏移量,在原分辨率上进行边界坐标的精细调整,完成车辆特征块的精确定位。结合字符高度固定的先验知识,确定车辆特征块所处的实际坐标系,以提高对车辆行驶距离的计算。在实际环境下,对该方法进行长达2个多小时的测试,并对测试结果与线圈测速、基于车牌定位的视频测速进行对比,结果表明,在车辆正常行驶的速度下,与线圈测速相比,该方法视频测速误差在3 km/h以内。