微粒群算法参数效能的统计分析

微粒群算法已在函数优化和组合优化问题中取得了比较理想的应用效果,其显著特点是算法表达简单,设置参数少,易于操作.但是其中关键参数的选择方法对算法特性有显著影响.本文利用经典统计分析中的方差分析方法,针对基本微粒群算法中的惯性权、加速常数C₁和C₂的设置对算法基本性能的影响进行了分析.实验结果证明:按照方差分析选择适应的参数设置水平,能够获得稳健和高效的优化效果.     

用于压缩感知信号重建的SL0改进算法

SL0算法是一种基于近似l₀范数的压缩感知信号重建算法,其思想是用一个光滑函数来近似l₀范数,然后求解一个优化问题。目前采用的光滑函数都是高斯函数族,文中突破了以往采用高斯函数族近似l₀范数,提出了采用复合三角函数作为近似估计l₀范数的函数,然后结合修正牛顿法和阻尼牛顿法提出一种更精确的重建算法DNSL0。实验结果表明,在相同测试环境下,DNSL0算法在峰值信噪比和匹配度方面比SL0算法和NSL0算法都有了大幅提高。     

基于加权组合核RX算法异物检测及其参量选择

为了融合光谱形状差异信息和多项式核函数全局信息,充分挖掘地物特征,提高异常检测正确率,提出了一种加权组合核RX算法.该算法在高斯核函数的基础上,增加一个光谱角核函数.由于核函数参量和加权参量直接影响算法性能,分别采用了随机函数法、爬山法和粒子群算法对上述参量进行了选择.结果表明,在恒虚警率下使用粒子群算法进行参量设定得到的效果最好,且采用加权组合核函数RX算法得到的目标检测率为83.5%,相对于普通的核RX算法,正确率得到了提高.     

采用人工免疫算法的加速寿命试验分析方法

极大似然估计是加速寿命试验统计分析中常用的分析方法,但似然函数的优化问题是该方法广泛运用的主要障碍,常用的似然函数优化算法对初值要求高,而且容易陷入局部最优解.为了有效地解决上述问题,在似然函数的优化中引入了人工免疫算法,提出了一种采用人工免疫算法的步降应力加速寿命试验分析方法.利用人工免疫算法在解决多维复杂函数优化问题时强大的全局寻优能力,有效地解决了似然函数的优化问题.最后通过实例验证表明,采用人工免疫算法的步降应力加速寿命试验分析方法是有效的,而且在统计分析中避免了查统计用表,能够很方便的实现计算机编程计算,有较大的工程应用价值.     

SIMON类非线性函数的线性性质研究

SIMON算法是由美国国家安全局(NSA)在2013年推出的一簇轻量级分组密码算法,具有实现代价低、安全性能好等优点,其轮函数采用了F(x)=(x<<相似文献   

一种用于压缩感知理论的投影矩阵优化算法

考虑到投影矩阵对压缩感知(CS)算法性能的影响,该文提出一种优化投影矩阵的算法。该方法提出可导的阈值函数,通过收缩Gram矩阵非对角元的方法压缩投影矩阵和稀疏字典的相关系数,引入基于沃尔夫条件(Wolfes conditions)的梯度下降法求解最佳投影矩阵,达到提高投影矩阵优化算法稳定度和重构信号精度的目的。通过基追踪(BP)算法和正交匹配追踪(OMP)算法求解l0优化问题,用压缩感知方法实现随机稀疏向量、小波测试信号和图像信号的感知和重构。仿真实验表明,该文提出的投影矩阵优化算法能较大地提高重构信号的精度。     

随机选择算法的研究

随机选择问题在现实生活和工作中大量存在,这牵扯到社会公正、公平以及其他更深刻的科学问题。正确合理地随机选择算法对解决随机选择问题至关重要。在此研究了人们熟知的随机抽题考试、随机抽取学生分班等几个随机选择问题,给出了如何使用随机数生成函数解决它们的算法。这些算法可以直接用于解决其他类似随机选择问题,或对解决它们具有广泛的可借鉴性。     

引入梯度导引似p范数约束的稀疏信道估计算法

为克服l0和l1范数约束的最小均方算法在不同信道稀疏程度下对稀疏信道估计中出现的收敛性能起伏较大等缺点,提出一种新的似p范数约束的最小均方算法,通过在最小均方算法代价函数中引入p值可变的似p范数约束以适应信道的不同稀疏程度,并在验证代价函数凸性的基础上导出p值的梯度导引寻优。文中最后给出仿真实验及其讨论,实验结果表明了新算法的优越性。     

SHACAL-2算法中非线性函数的差分特性及其应用

SHACAL-2算法是欧洲NESSIE计划推荐的分组密码标准算法之一,选择函数和主函数是SHACAL-2算法中两类基本的非线性函数。该文分析了这两类非线性函数的差分特性,证明了当选择函数的第1个位置输入差分非零或者主函数的前两个位置中任意一个输入差分非零时(其它位置差分均为零),对应差分方程解的个数仅与输入差分的重量有关。将这一特性引入到SHACHL-2算法的差分故障攻击中,结果表明至少需要160个随机故障才能使该攻击以超过60%的成功概率恢复512 bit的种子密钥,至少需要240个随机故障才能以超过98%的成功概率恢复512 bit的种子密钥。     

IDMA通信系统中的粒子群交织算法

在IDMA系统中,交织序列区分不同用户,其产生是随机且独立的。但一些交织序列互相关系数接近1,这严重影响通信性能。因此提出一种应用于IDMA通信系统中的粒子群交织算法。该方法以互相关矩阵作为适应度函数,采用粒子群算法寻找最优交织序列。仿真表明。该算法的性能优于非随机交织、随机交织和基于进化算法的交织。     

对称布尔函数的扩展代数免疫度

构造具有最优代数免疫度的布尔函数在流密码中有重要作用,基于布尔函数的单变量多项式表示,构造了一类达到最大扩展代数免疫度的布尔函数。以前的一些函数是这类函数的特例。利用对称布尔函数的基本性质,分析了具有最大代数免疫度的对称布尔函数的扩展代数免疫度。得出结论：共有 个达到最大扩展代数免疫度的 （ 是偶数）元对称布尔函数。     

非线性反馈移存器型序列密码的完全性通用算法

非线性反馈移存器型序列密码被使用于智能卡、射频识别标签（RFID）和无线传感器等硬件资源受限设备的信息加密中,其典型代表为Trivium算法、Grain v1算法和Mickey算法,然而现有的完全性算法在应用于此类序列密码时存在分析轮数较少及对依赖关系区分不清楚等问题.本文提出了一种考察此类序列密码完全性的通用算法,将算法内部状态表示成线性集合和非线性集合,将序列密码每轮更新转化为集合的运算,通过迭代计算可给出算法达到非线性完全性所需轮数的下界,克服了现有完全性算法的不足.应用此通用算法给出Trivium算法更优的1比特差分区分器并完成对Trivium-B算法的实时攻击.本方法可为此类序列密码的设计提供一定的理论依据.     

Some results on the algebraic immunity of Boolean functions

From the motivation of algebraic attacks on stream and block ciphers,the concept of algebraic immunity(AI) of a Boolean function was introduced and studied extensively.High algebraic immunity is a necessary condition for resisting algebraic attacks.In this paper,we give some lower bounds on the algebraic immunity of Boolean functions.The results are applied to give lower bounds on the AI of symmetric Boolean functions and rotation symmetric Boolean functions.Some balanced rotation symmetric Boolean functions with their AI near the maximum possible value「n/2」are constructed.     

Further constructions of resilient Boolean functions with very highnonlinearity

One well-known method of generating key stream sequences for stream ciphers is to combine the outputs of several linear-feedback shift registers (LFSR) using a combining Boolean function. Here we concentrate on the design of good combining Boolean functions. We provide resilient Boolean functions with currently best known nonlinearity. These functions were not known earlier and the issues related to their existence were posed as open questions in the literature. Some of the functions we construct here achieve the provable upper bound on nonlinearity for resilient Boolean functions. Our technique interlinks mathematical results with classical computer search     

密码学中布尔函数的零化子

布尔函数的零化子与代数攻击息息相关,但是如何构造一个给定函数的低次零化子仍然是一个悬而未决的问题.本文对此问题进行了研究,研究结果表明,如果布尔函数的零点集有一个k维子空间,那么,函数就会有代数次数为n-k的零化子.然而如何找到函数的具有最低代数次数的零化子仍然是一个亟待解决的难题.     

计数一阶相关免疫布尔函数

基于列平衡矩阵的概念,利用组合数学中的容斥原理和图论中的子图概念,给出了在流密码学中有重要应用的一阶相关免疫布尔函数的一般计数公式。     

基于单变量多项式表示的具有最大代数免疫度奇变元函数构造

To protect against algebraic attacks, a high algebraic immunity is now an important criterion for Boolean functions used in stream ciphers. In this paper, a new method based on a univariate polynomial representation of Boolean functions is proposed. The proposed method is used to construct Boolean functions with an odd number of variables and with maximum algebraic immunity. We also discuss the nonlinearity of the constructed functions. Moreover, a lower bound is determined for the number of Boolean functions with maximum algebraic immunity.     

Cryptanalysis of tree-structured ciphers

Tree structures have been proposed for both the construction of block ciphers by Kam and Davida (1979), and self-synchronous stream ciphers by Kuhn (1988). Attacks on these ciphers have been given by Anderson (1991), and Heys and Tavares (1993). Here the authors demonstrate that a more efficient attack can be conducted when the underlying Boolean functions for the cells are known. It is shown that this attack requires less than one third of the chosen ciphertext of Anderson's original attack on the Kuhn cipher     

一类布尔函数零化子的代数次数

序列密码代数攻击的成效取决于所使用的非线性布尔函数零化子的代数次数,但如何构造一个给定函数的低次数零化子仍是一个难题.本文对张文英等人提出的关于一类布尔函数存在n-k次零化子的结论给出了新的证明,弥补了原文证明不严密的缺陷.     

流密码中非线性组合函数的分析与设计

从互信息的观点出发，本文研究了非线性组合函数与其部分变量的组合之间的相关性，探讨了这种相关性对流密码安全性的影响。利用Ｗａｌｓｈ变换，分析了Ｂｅｎｔ函数与其部分变量之间的相关性，给出了一类与Ｂｅｎｔ函数有相同渐近谱特性的布尔函数的结构。