紧凑数据结构专题序言

随着现代计算机科学的迅猛发展,紧凑型数据结构逐渐成为研究和应用的热点领域,其核心目标在于尽可能减少内存占用并提升运行效率,以支撑广泛的计算机应用需求。通过精心的设计和优化,这类数据结构能够在限定的内存空间内存储大量数据。

Snort软件代码分析、改进及再开发

出于研发网络入侵检测系统的需要,首先详细分析了入侵检测系统的规则链表结构;其次,针对snort规则链表的冗余提出一种改进方法,并证明了该方法的正确性和有效性;最后,以改进后的snort为内核,开发了网络入侵检测系统。并相继完成了包括Snort内核模块、用户认证模块、网络流量监视模块等的开发工作,完成了网络入侵检测系统的架构。经过验证,系统稳定、出色的性能再次证明了改进方法是有效的。

基于可伸缩视频编码的自适应误码隐藏方案

文中提出一种基于SVC的动态自适应误码隐藏方案。针对SVC码流增强层部分条带丢失情况,该方案结合散乱型灵活宏块排序功能,在宏块级别采用二阶差分边界匹配准则动态选择基本层和相邻条带信息恢复图像。实验表明,相对SVC标准参考平台JSVM的误码隐藏方案,文中提出方案在不同序列及丢包条件下,重建视频峰值信噪比均得到了一定提升。

多传感器混合多模型估计的误差互相关性及其融合算法研究

对局部节点状态估计间误差相关性的处理是分布式估计融合或航迹融合的关键要素;针对当前分布式融合理论中关于混合多模型估计融合研究的空白,首先推导得出了采用相同模型成分的各局部节点交互多模型状态估计的误差互协方差矩阵的递推计算方法;其次,讨论了所得非对称实误差互协方差矩阵的正定特性,并分析了此类误差相关性与混合多模型估计算法中模型过程噪声之间的变化关系;上述结果使得基于互协方差组合融合算法的交互多模型状态估计融合成为可能,仿真实验亦验证了其有效性,相对其它不考虑误差相关性的融合算法,融合结果也更为真实.

一种用于小流估计的数据包公平抽样算法

现有数据包公平抽样算法通常根据到达数据包所属流大小的估计值设置包抽样率,令大流所含数据包抽样率低,小流所含数据包抽样率高,缺点是算法的优劣依赖于不同方法对流大小估计的准确性;小流估计误差较大。针对此问题,利用大流持续时间长且到达速率高的特点,提出一种基于时间分片的用于小流估计的数据包公平抽样算法(MFEPS)。该算法将测量时间分割成片,抽取每个流在每个时间片内的第一个数据包,而不需要估计数据包所属流的大小。理论分析和实验结果均表明,与已有算法相比,对于小流估计,MFEPS算法在相同的CPU资源消耗条件下,具有更高的准确性和良好的扩展性。

基于模型的遥感图像港口检测

遥感图像中港口检测是遥感海洋应用研究的重要方面。快速、准确地检测港口将大大提高遥感图像中码头建筑和港口内舰船目标的自动解译能力。通过深入研究港口目标配置,建立了港口模型和港口先验知识库,在此基础上提出了一种基于模型的遥感图像港口检测的方法。并且针对提出的方法对确定港口目标的范围相对较大的不足,通过定义港口目标主轴,计算得到了对港口目标更准确定位的港口外接矩形。实验结果表明,相对于已有的港口检测方法,新方法检测的港口具有目标完整、定位准确以及更好的通用性等特点。

基于脆弱点利用关联的攻击图优化方法

现有的攻击图技术忽略了脆弱点之间的关联性,且大规模网络攻击图过于复杂。为解决上述问题,提出一种基于脆弱点利用(VE)关联的攻击图优化方法。对生成的攻击图进行预处理后,利用VE之间的关联性消除大规模网络攻击图中的冗余,并通过横向关联和纵向关联简化攻击图。仿真实验结果表明,该方法可以较好地优化攻击图的表达方式,为进行网络安全评估打下良好基础。

基于LRU淘汰机制的自适应大流检测算法

针对现有大流检测算法自适应能力差和难以满足工程应用需求的问题,提出一种新的基于'最近最久未用'淘汰机制的自适应大流检测算法。该算法设置流归并和LRU两级缓存,数据分组到达时,首先进入流归并缓存,按照'流关键字'通过哈希算法实现数据分组到流的匹配,并对流大小进行估计;同时根据上一时刻被LRU淘汰流的大小实时调整LRU缓存之前的过滤门限;然后比较流估计值和门限大小,估计值大于门限的流所含数据分组进入LRU缓存进一步筛选,否则丢弃。为保证实时性和过滤效果,分析并提出了门限时长的设置方法。理论推导和实验结果表明:该算法既保证了准确性又提高了自适应性,更适合工程应用。

“集中式融合的性能一定优于分布式融合的性能”存疑

信息融合领域存在一个公认的"定论",即集中式融合的性能一定比分布式融合的好,且是最优的;业已证明,当融合系统采用单模型滤波算法,如卡尔曼滤波器时,上述"定论"是成立的;那么在融合系统采用多模型滤波算法,如针对机动目标跟踪的交互多模型滤波(IMM)算法时,情况是否也是如此?抱着对此存疑的态度,对采用IMM算法时的集中式融合与分布式融合进行了研究,给出了扩维、序贯以及等效量测3种集中式融合算法和简单方差凸组合、互协方差组合2种分布式融合算法,并设置不同运动场景对算法进行了大量仿真。仿真实验结果表明,针对交互多模型滤波估计的集中式融合性能并不一定比采用同样滤波算法的分布式融合的好,并给出了作者对此"诧异"现象的认识和理解。

僵尸网络关键技术及其防御研究

为了更好地防御僵尸网络,研究了僵尸网络的程序设计与网络组建方法。分析了僵尸网络的功能结构和工作机制,设计了一个僵尸程序,该僵尸程序主要由扫描、漏洞攻击、上传工具和通信模块组成。利用Windows编程技术实现了各个模块,并搭建实验环境对其整体性能进行了测试。测试结果表明,僵尸网络的整体性能达到预期效果。最后讨论了僵尸网路的防范措施。

对WehnTrust入侵防御功能的测试与分析

为了验证WehnTrust是否具有预期的检测和防御缓冲区溢出攻击的性能,设计了相关实验对其进行了测试。对该入侵防御系统的源代码进行了分析、调试,在此基础上,使用开源溢出框架Metasploit Framework进行了5种攻击实验,并针对WehnTrust所具有的特性,搭建实验环境,模拟进行了C++虚函数攻击实验、结构化异常处理攻击实验和格式化字符串攻击实验。通过分析、总结实验结果表明,WehnTrust并不完全具备研发者所声称的入侵防御性能。

多传感器混合多模型估计的记忆分层融合算法

首先提出了两种局部节点交互多模型状态估计的整体先验信息的近似计算方法;其次,为构造全局融合估计的先验信息,给出了基于Dempster-Shaffer证据理论的全局模型后验概率的融合方法,并在此基础上给出了全局等效目标运动模型的概念及其计算方法,上述结果使得基于有记忆分层融合算法的交互多模型估计融合成为可能;为利用融合结果改进局部节点的估计性能,首次提出了基于向局部节点反馈全局模型后验概率的融合反馈机制。仿真实验验证了所提分层有记忆交互多模型估计融合算法的有效性,以及引入反馈机制后对局部节点估计性能的改善。

防火墙入侵阻止功能的设计与实现

针对防火墙内嵌入侵阻止功能模块的研究,提出了2种不同的设计方案,方案1利用基于libipq库的netfilter的排队(QUEUE)动作以及snort_inline技术实现对攻击数据包的丢弃,方案2则是综合利用syncookies技术、netfilter的新模糊包速率匹配、PSD检测、U32检测技术并结合对防火墙内核改造来实现对主流拒绝服务攻击(DOS)攻击包的阻止;在综合比较的基础上,依据方案2完成了实验模块的设计与实现;攻击测试结果表明,该模块具备了较好地防御主流DOS攻击的能力。

网络双重防御系统的提出与设计

首先列举了现有4种网络边界防护检测体系结构,分析了各自的优缺点。针对现有安全产品的不足,提出了"防火墙+入侵检测+蜜罐+联动"的结构,并对其进行了改进,改进后的结构称为网络双重防御系统。对新提出的系统进行了分析论证,得出结论:预期研制的网络双重防御系统能有效地降低误警率和漏报率,成本相对较低,适用性强,功能完善,应用前景广阔。

木马隐藏技术与防范方法

为加固网络安全、防范木马攻击,结合实例研究了一种木马隐藏技术,实现了基于加载三级跳和线程守护的隐藏技术,增强了木马的隐蔽性与抗毁性,并提出了该技术相应的防范措施和清除方法。实验结果表明,融入该隐藏技术的木马程序完成了预期的隐藏功能并可以穿透最新的瑞星杀毒软件、瑞星防火墙及硬件防火墙,表明了该隐藏技术的可行性与有效性。

ARP病毒攻击模拟与防范措施

随着因特网的迅速发展,计算机病毒日益猖獗。计算机病毒种类繁多,而且只需要使用一些简单的工具就可以进行变种、免杀,网络安全防线面临着日益严峻的考验。ARP病毒是一种基于ARP协议漏洞的计算机病毒,会造成局域网通信紊乱。首先分析了ARP协议的基本原理,指出ARP协议的漏洞;接着分析了此类病毒的发作原理;然后通过编程模拟了此类病毒的攻击过程,并通过实验结果证明了攻击的有效性;最后提出了针对此类病毒的三种防范措施。

大数据系统Benchmark测试综述

Benchmark测试是目前最主要的计算机系统性能评测技术,其主要使用科学的评测方法测试系统的某些可量化性能指标,并通过对比不同的系统的测试结果对系统进行评价。在大数据时代背景下,与传统计算机系统相比,大数据相关的计算机系统具备更高的多样性以及复杂性。因此Benchmark测试技术将涵盖广泛的应用领域并提供多样的数据类型和复杂的数据操作。本文对Benchmark测试技术中的测试规范进行了归纳总结,同时还列举了在大数据时代背景下Benchmark测试技术开发中的一些挑战以及发展趋势。

Memcached的分析与改进

Memcached是一种高性能分布式内存对象缓存系统,使用十分广泛;其设计目的为缓存数据库内容以加速动态Web请求,但也广泛应用于其他高性能存储,并且成为了内存Key-Value数据库的经典代表。本文对Memcached的系统结构、处理流程进行了分析,包括网络处理、哈希表的查询与维护、内存的分配与管理、冷数据的置换算法等;同时以哈希表、内存管理这两个影响性能的关键点入手,结合了Cuckoo哈希与CLOCK置换算法两种更易并行化的的算法,对Memcached现有的结构提出了较大的改动,以期提高上述处理速度,实现整体性能的提升。

DCuckoo:基于片内摘要的高性能散列表

散列表(Hash table)由于其支持高效的记录更新与检索操作,在计算机相关的各个领域中有着广泛的应用.但散列表有2个明显的缺点:冲突和低效的内存利用.最小完美散列使用N个位置存储N条记录,解决了冲突和空间效率的问题,但该算法不支持增量的更新.目标是设计一种高效的散列表,能够支持高速查询、最坏情况可以保证的高速更新、高效的空间使用以及动态的容量改变.结合Cuckoo散列和d-left散列的实现,提出了一个新的散列表设计方案——DCuckoo.DCuckoo使用多级子表并应用了Cuckoo散列中移动已有元素的机制以提高装载率,且只保留了最末级子表的指针以减少空间浪费.为了进一步优化查询性能,DCuckoo在片内内存中使用指纹和位图作为摘要,在查询时先匹配指纹,以减少对片外内存的访问次数.对DCuckoo进行了一系列实验,与其他5种散列表进行比较,发现DCuckoo达到了设计目标,并且在各项指标上均好于已有的散列表设计.

硫酸-蒽酮法用于灵芝孢子粉中粗多糖的检测研究

采用硫酸-蒽酮法探究提取过程和测定过程的较优条件。研究结果表明,优化条件:提取过程中水浴时间90min,浸提频次20min/次;在测定过程中乙醇浓度80%,80%硫酸浓度。改进后的硫酸蒽酮法测定灵芝孢子粉RSD为1.7%,回收率在92.4%~97.1%。