面向多场景应用的新型光纤同轴混合接入技术

同轴电缆网络是中国信息基础设施的重要组成部分,具备传输容量大、入户率高、室内接口广泛等优势。基于高性能同轴电缆网络(HINOC)的光纤同轴混合接入技术可以充分发挥同轴电缆优势,提供高速、可靠、可管理运维的入户管道,并可以在室内进行渗透组建家庭互联网络,支撑多种场景的业务部署和应用。     

面向分布式云的广域超融合网络：愿景与关键技术

未来网络中应能在“云边端”多个层次甚至跨多运营商的广域范围内对各种服务资源进行智能动态分布并按需连接、协同。对此，提出了未来网络双平面组网愿景和分层架构，结合云计算技术和网络操作系统，创新性地提出了面向分布式云的广域超融合网络和关键技术，如服务标识、动态组网、确定性映射和资源一体化调度等。阐述了这些关键技术的原理和性能，探讨了面向分布式云的广域超融合网络所面临的挑战和未来发展方向。     

算力网络资源协同调度探索与应用

算力网络融合了多区域、多层级的算力资源。针对面向用户差异化需求下全域大范围多层次算力资源的弹性灵活调度问题，设计了一个算力网络资源协同调度平台。针对差异化业务需求，该平台可以形成多公有云与私有云之间的算力资源调度策略以及算网资源协同调度策略，实现资源的自动最优分配。同时，该平台能够自动发现、纳管算力资源，并基于新的资源池情况实现分配策略的自动调整，实现用户无感业务扩缩容，以此弹性调度算力资源。     

基于视距概率模型的6G室内无线通信系统性能分析

工业物联网、大型商超、体育场馆等室内通信场景的重要性在6G无线通信系统中日益显著。研究室内视距（LoS）信号概率模型有利于提升室内通信系统性能分析准确性。针对室内环境，考虑家具、设备等室内阻挡物的任意位置以及任意高度，构建了视距信号概率模型。该模型可以准确刻画不同阻挡物场景下的视距概率。基于视距信号概率模型，推导了信噪比分布，并研究了室内覆盖性能和能量效率。相关研究成果有助于指导室内无线通信系统部署，降低成本。     

极低温下高灵敏太赫兹探测阵列的信号读出

太赫兹(THz)波段的高灵敏探测器在诸多前沿领域中有着巨大的应用价值。超导量子电容探测器(QCD)是一种在THz波段具备单光子探测能力的高灵敏直接探测器,且可实现大规模阵列。对阵列而言,可靠的读出技术是其性能发挥的基本保障。本研究利用零差读出技术进行了QCD信号读出与表征。微波同相正交(IQ)混频器是零差读出电路的重要组成元件,故对IQ混频器进行了详细表征与校准,通过排除其不平衡性对探测器信号读出的影响,提高了测量的可靠性。在此基础上,对QCD的THz响应信号进行了测量,结果显示QCD响应信号与理论预期结果高度一致。此外,所构建的零差读出电路还可用于高灵敏超导微波动态电感探测器(MKID)阵列等极低温(15 mK以下)探测器的信号读出,为高灵敏THz探测器的开发奠定了良好的基础,具有较高的应用价值。     

机器人操作器姿态性能的自动测量

本文介绍了作者在里昂国立应用科学学院工业自动化实验室发展的一个无机械接触的姿态性能自动测量系统.该系统由测量头、靶子和数据采集、处理子系统构成.测量头是一铅质直角三面体.其上装有六个感应式位移传感器;靶子是一钢质直角三面体.与被测机器人相联接;靶子相对测量头的姿态可根据传感器给出的距离数据算出,一台微计算机管理着数据的自动采集处理以及与机器人控制器之间的通信与协调动作,对两台机器人进行的实际测量应用.已展示了一些有意义的结果;同时也表明,该测量系统可以在工业环境中可靠和方便地用于多种工业机器人的姿态重复性和动态性能的测试,并且具有造价低,适应性强和自动化程度高等特点.     

基于区块链的D2D辅助的MEC资源共享架构

随着终端设备智能化发展与设备到设备（D2D）通信技术的逐渐应用,终端设备可以通过直连链路进行资源共享.为提升网络边缘整体服务能力,提出了一种基于区块链的D2D辅助的多接入边缘计算资源共享架构（BD-MEC）.在BD-MEC下,综合考虑时延、能耗和支付开销等因素,设计了一种基于博弈论的多用户卸载方案,以满足不同用户的服务需求.其次,针对拒绝服务或付款等恶意行为,提出了一种基于智能合约的资源共享协议与争议事件处理方法,利用区块链来强制共享双方遵守资源共享协议,以实现安全的资源共享.仿真结果表明,BD-MEC能有效地降低计算任务的时延、能耗和支付开销.     

大数据环境下基于改进网格单元的 DBSCAN算法

近年来,在HDFS上的小文件聚类存储问题引起了广泛关注。针对传统聚类算法DB-SCAN在聚类过程中,出现数据密度不均匀时造成聚类效果粗糙及时间开销较大等问题,提出了一种基于经改进网格单元的 DBSCAN聚类算法。该算法首先使用网格单元划分及爬山法辨别岀局部次优区域来缩小搜索范围,进而再从所选局部次优区域执行宽度优先搜索法,遍历数据点併将其聚类成簇,有效地提高了数据聚类的精确度,显著降低了时间成本。实验结果表明,在数据集較小的情况下,该算法在聚类精度和运行时间上与传统算法接近。当数据集较大时,与传统算法相比,该算法的聚类精度有明显提高,具有更高的时间效率,满足了大数据环境下的小文件处理需求。     

KMBox:基于Linux内核改造的进程异构冗余执行系统

随机化技术防御进程控制流劫持攻击, 是建立在攻击者无法了解当前内存地址空间布局的基础之上, 但是, 攻击者可以利用内存信息泄露绕过随机化防御获得 gadget 地址, 向程序注入由 gadget 地址构造的 payload, 继续实施控制流劫持攻击, 窃取敏感数据并夺取或破坏执行软件的系统。目前, 异构冗余执行系统是解决该问题的方法之一, 基本思想是同一程序运行多个多样化进程, 同时处理等效的程序输入。随机化技术使冗余的进程对恶意输入做出不同的输出, 同时正常功能不受影响。近年来,一些符合上述描述的系统已经被提出, 分析进程异构冗余执行系统的表决设计可以发现, 基于 ptrace 的实现方法会引入大量的上下文切换, 影响系统的执行效率。率先直接修改内核设计出一种进程异构冗余执行系统, 表决过程完全在内核中完成, 冗余的进程独立地采用内存地址空间随机化技术, 构建相互异构的内存地址空间布局, 在与内存信息泄露相关的系统调用处进行表决,发现泄露信息不一致, 阻断进程控制流劫持攻击。即使攻击者跳过内存信息泄露进行漏洞利用, 异构内存空间布局也使得注入由 gadget 地址构造的 payload 无法同时在冗余的进程中有效, 阻断进程控制流劫持攻击。实现了原型系统 KMBox, 实验证明该系统能够有效抵御进程控制流劫持攻击, 性能相较于基于 ptrace 的进程异构冗余执行系统有所提高。     

拟态路由器TCP代理设计实现与形式化验证研究

拟态路由器基于拟态防御的动态异构冗余架构进行设计,对于未知漏洞后门具有良好的防御能力。协议代理在拟态路由器中处于内外联络的枢纽位置,协议代理的安全性和功能正确性对于拟态路由器有着重要意义。本文设计实现了拟态路由器的TCP协议代理,并采用形式化方法,对其安全性和功能正确性进行了验证。TCP协议代理嗅探邻居和主执行体之间的TCP报文,模拟邻居和从执行体建立TCP连接,并向上层应用层协议代理提供程序接口。基于分离逻辑与组合思想,采用Verifast定理证明器,对TCP协议代理的低级属性,包括指针安全使用、无内存泄露、无死代码等,进行了验证;同时,还对TCP协议代理的各主要功能模块的部分高级属性进行了形式化验证。搭建了包含3个执行体的拟态路由器实验环境,对实现结果进行了实际测试,结果表明所实现的TCP代理实现了预期功能。TCP协议代理实现总计1611行C代码,其中形式化验证所需人工引导定理检查器书写的证明共计588行。实际开发过程中,书写代码实现与书写人工证明所需的时间约为1:1。本文对TCP协议代理的实现与形式化验证工作证明了将形式化验证引入拟态路由器的关键组件开发中是确实可行的,且证明代价可以接受。