ITNS主題專欄：網(wǎng)絡(luò)安全防護技術(shù)
Research on prevention strategy of reflex amplification DDoS attack
郝帥，白翼銘，李致成， 包正晶
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.002
隨著計算機和通信技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)空間維度與現(xiàn)實世界的對照格外清晰，因此安全管理網(wǎng)絡(luò)空間顯得意義重大。針對近年來已公布的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中反射放大型分布式拒絕服務(wù)攻擊(Distributed Denial of Service，DDoS)安全問題，基于Memcached、DNS、NTP、SNMP、SSDP和CLDAP六種常見協(xié)議對所存在的漏洞進行分析，搭建六種協(xié)議的服務(wù)器仿真環(huán)境，通過使用交互式數(shù)據(jù)包操作程序scapy編程，實現(xiàn)對仿真環(huán)境中目標主機的IP欺騙和帶寬放大。通過ZoomEye獲取真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的可用IP資源，以仿真環(huán)境中目標主機IP作為受害者，測試真實環(huán)境中可用IP資源產(chǎn)生的欺騙效果和帶寬放大倍數(shù)，根據(jù)實驗結(jié)果分析反射放大型DDoS的危害并從服務(wù)器和受害者兩個角度給出防范策略。
Remote monitoring and privacy protection method for the contacts in infectious disease
李澤琛，司廣濤，孟 靜
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.003
目前的傳染病監(jiān)控大都只是對發(fā)病地區(qū)居民健康和位置數(shù)據(jù)的采集和分析，未給出針對接觸者健康監(jiān)控、數(shù)據(jù)隱私保護和確診收治的有效方法。因此，提出了一個針對接觸者健康監(jiān)控、位置軌跡記錄和疑似處理的完整系統(tǒng)模型，設(shè)計了基于手機注冊、身份認證和加密機制的個人數(shù)據(jù)保護方法，進而提出了位置數(shù)據(jù)庫分離存儲和雙重加密的位置軌跡保護策略。理論安全分析表明：提出的遠程監(jiān)控模型和隱私保護方法，能夠有效對抗傳輸攻擊和數(shù)據(jù)使用過程的隱私泄露。該研究有望為傳染病遠程防控提供一種新的有效途徑。
Design and application prospect of task-oriented cross-domain collaboration system
高嵐嵐，劉怡靜，劉然，樂劍
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.004
隨著戰(zhàn)場環(huán)境向多域擴展，各作戰(zhàn)域的信息資源共享、作戰(zhàn)力量協(xié)同成為未來聯(lián)合作戰(zhàn)的致勝關(guān)鍵。針對當前協(xié)同手段難以滿足跨域作戰(zhàn)需求的問題，設(shè)計了一種面向任務(wù)的跨域協(xié)作系統(tǒng)，可根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)，動態(tài)組建臨時群組，綜合利用多種協(xié)同手段，從更低層級實現(xiàn)跨域信息融合與作戰(zhàn)力量協(xié)同。該系統(tǒng)的應用可為作戰(zhàn)協(xié)同手段和協(xié)同創(chuàng)新概念的探索研究起到拋磚引玉的作用。
Research on application of protocol analysis method for industrial control
董 健1，韓鵬軍2
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.001
根據(jù)工控環(huán)境特點，通過分析現(xiàn)有的協(xié)議解析方法，提出了兩種面向工控的協(xié)議解析方法，分別為針對網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)報文序列解析法和基于對目標應用程序進行二進制分析的協(xié)議解析法，實現(xiàn)了對工控協(xié)議的語義級解析。最后進行了相關(guān)實驗，證明了方法的有效性。
智能算法
Application research of digital image processing in deformation detection of bridge structures
柳勝超，王夏黎，張 琪，趙嘉興
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.005
針對大型橋梁在施工階段和運營期間發(fā)生結(jié)構(gòu)變形問題，目前缺乏自動化、高頻、實時與長期并且精確的檢測手段。在數(shù)字圖像處理與深度學習理論基礎(chǔ)下，提出一種適用于大型橋梁結(jié)構(gòu)變形的非接觸式檢測方法，并以此方法研發(fā)系統(tǒng)，可以對橋梁多個目標結(jié)構(gòu)進行同步動態(tài)監(jiān)測。該方法首先通過高分辨率攝影設(shè)備獲取橋梁結(jié)構(gòu)的動態(tài)視頻序列圖像；其次對圖像進行預處理去除天氣等外部因素對圖像的影響；然后提取圖像ROI確定待處理的具體橋梁結(jié)構(gòu)部位；最后對深度學習中YOLOv3算法進行改進并結(jié)合改進后的SURF算法實現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的變形檢測。實驗結(jié)果表明，算法檢測速度在20～30 f/s之間，目標距離100 m時，算法檢測精度在0.3 mm以內(nèi)，檢測精度高，可有效反映橋梁結(jié)構(gòu)變形情況。
人工智能
Research on deepfakes detection combining traditional features and neural network
楊雨鑫1，周 欣1，2，熊淑華1，何小海1，卿粼波1
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.006
人臉深度偽造檢測技術(shù)對于打擊虛假圖像/視頻泛濫具有至關(guān)重要的意義。提出了一種融合傳統(tǒng)特征與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測算法，算法結(jié)合了傳統(tǒng)特征具有可解釋性與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高準確率的優(yōu)點，利用圖像灰度共生矩陣以及XceptionNet組成雙特征提取模塊，然后在全卷積網(wǎng)絡(luò)中充分考慮雙流融合特征信息，最終根據(jù)網(wǎng)絡(luò)多損失實現(xiàn)圖像真?zhèn)畏诸惻袥Q。在FaceForensics++數(shù)據(jù)集上進行了訓練和測試，實驗結(jié)果表明，相比現(xiàn)有深度學習算法，檢測準確率有明顯提升。而且由于引入的紋理特征具有一定的可解釋性，表現(xiàn)出良好的鑒別性能。
Research on the recognition of anti-counterfeiting pattern based on DeepLabv3
陳 雨1，陳桂雄1，周雄圖1，2，張永愛1，2，林志賢1，2，吳朝興1，2，郭太良1，2
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.007
針對現(xiàn)有防偽技術(shù)可靠性較低、容易被仿制、防偽成本高昂等問題，基于DeepLabv3，提出一種由熱膨脹系數(shù)失配產(chǎn)生壓縮應力形成隨機褶皺防偽標識圖案的識別方法。具體采用深度卷積網(wǎng)絡(luò)分類算法中DeepLabv3進行分類識別，通過優(yōu)化全連接層并設(shè)置不同的神經(jīng)元節(jié)點，提高識別網(wǎng)絡(luò)的分類準確率，縮減訓練時間，訓練準確率達96.58%，獲得了能對褶皺紋理圖案精準識別的網(wǎng)絡(luò)模型，實現(xiàn)具有安全性的防偽目的。
Video caption algorithm based on X-Linear and semantic embedding
李亞杰，關(guān)勝曉，倪長好
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.008
注意力機制和視頻語義嵌入使得視頻描述任務(wù)取得了顯著的提升，為更好地利用時序動態(tài)特征和語義信息，提出一種基于X-Linear的語義嵌入視頻描述算法(X-Linear Semantic Embedding Network，XLSNet)。該算法以基于編碼解碼器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，使用X-Linear注意力模塊對視頻特征進行編碼，該模塊使用雙線性池化來增加視頻時序特征的高階交互，最終提取豐富的時序動態(tài)特征；為充分利用視頻語義信息，使用語義嵌入的GRU和X-Linear作為解碼器對視頻描述進行生成。為防止過擬合現(xiàn)象，對解碼器的GRU使用了層歸一化和變分Dropout。所提出的算法僅僅使用了視頻幀特征，在公開視頻描述數(shù)據(jù)集MSVD上取得了很好的效果。
工業(yè)自動化技術(shù)
Research on pollutant emission monitoring method based on power data analysis
劉忠輝1，蔡高琰2，梁炳基2，駱德漢1，何家峰1
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.009
在當下快速的發(fā)展過程中，社會的現(xiàn)代化建設(shè)對環(huán)境帶來了一定程度的破壞，為了實現(xiàn)持續(xù)性的社會發(fā)展，就需要對其各種生產(chǎn)生活所帶來的污染物進行良好的監(jiān)測。提供了一種對產(chǎn)污企業(yè)污染物排放過程進行科學監(jiān)測的方法，對智能電表采集的數(shù)據(jù)進行處理與分析，構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對設(shè)備進行識別，從而判斷設(shè)備啟停狀態(tài)。形成了24小時不間斷的智能監(jiān)控，進而對企業(yè)的污染物排放監(jiān)管進行合理的監(jiān)控，實現(xiàn)對企業(yè)生產(chǎn)中污染排放的監(jiān)測，提升污染物的治理效果，具有較好的實際應用價值。
Trajectory planning and optimization of SCARA based on laser guidance
王 鍇，關(guān)勝曉
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.010
多數(shù)應用場景中，SCARA機械臂的工作路徑為固定的模式，為結(jié)合視覺信息，優(yōu)化控制方式，采用激光打樣的方式引導SCARA動作。以桃子TZ-500 SCARA機械臂和MATLAB為實驗平臺，使用D-H坐標系法建立機械臂的運動學模型，得到其工作空間。針對點到點的軌跡，采用五次多項式插值法完成在關(guān)節(jié)空間內(nèi)的規(guī)劃。靈活的多點軌跡，使用三次B樣條曲線插值法規(guī)劃得到相鄰點的三次軌跡，對于起始時刻和終止時刻加速度不為零的問題，設(shè)計了修正因子，保證加速度為零，有效降低沖擊。為了縮短運行時間，結(jié)合約束條件和應用場景設(shè)計了新的罰函數(shù)，并對遺傳算法的選擇和變異方向進行改進，加速篩選過程。實驗結(jié)果表明，使用了改進后的遺傳算法，得到軌跡的運行時間要優(yōu)于優(yōu)化前的軌跡，有效地提高了運行效率和精度。
行業(yè)應用
Simulation analysis of car body frontal crash based on RADIOSS
寧士翔，胡靜波，慶光蔚，王小燕，王 爽
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.011
根據(jù)GB11551-2014《汽車正面碰撞的乘員保護》法規(guī)的要求，以某型客車車身為研究對象，將建好的幾何模型導入HyperMesh軟件中，通過拓撲修復、抽取中面以及簡化模型等操作，完成對車身數(shù)模的幾何清理，建立了車身正面碰撞有限元模型。在RADIOSS環(huán)境下，設(shè)置材料屬性，選取彈簧單元焊點模型以及TYPE7接觸類型，對其正面碰撞過程進行數(shù)值模擬，同時對碰撞過程中的車身變形、能量轉(zhuǎn)換規(guī)律以及速度和加速度進行分析。將仿真結(jié)果與實車碰撞試驗結(jié)果進行對比，驗證了車身模型的正確性。結(jié)果說明基于RADIOSS的計算機仿真方法不僅能指導客車車身的碰撞試驗，并且可以大量縮減實車試驗成本，具有較大的工程借鑒意義。此方法為車身結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化提供了研究基礎(chǔ)。
Super pixel machine vision and defect detection algorithm based on entropy rate clustering
李 鋒
doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.012
在智能制造中，傳統(tǒng)成像技術(shù)已經(jīng)滿足不了高精度工業(yè)需求。提出了結(jié)合熵率聚類的目標分割算法，并且基于超像素的鄰邊集，建立熵率和平衡項的目標函數(shù)，最后通過貪婪啟發(fā)算法優(yōu)化并求解該目標函數(shù)，得到最優(yōu)的超像素集合。并設(shè)計了基于高斯函數(shù)衡量相鄰像素的相似性實驗，設(shè)定相關(guān)參數(shù)，進行工業(yè)制造實際流程檢測。最終實驗結(jié)果表明，所提算法有較好的檢測識別效果，在輪廓及內(nèi)部條紋識別上效果明顯，整體識別效果良好，適用于工業(yè)制造領(lǐng)域。
