工业互联网商用密码应用体系研究

工业互联网是新型基础设施建设的重要组成部分,商用密码是保障工业互联网安全的核心技术和基础支撑.研究并分析了工业互联网安全风险和商用密码应用需求,从技术、管理、测评3个维度构建了工业互联网商用密码应用体系.基于工业互联网商用密码应用体系,可形成商用密码在工业互联网应用时“如何建、如何用、如何管、如何评”的体系化解决方案,对持续提升工业互联网基于商用密码技术的内生安全保障能力和创新能力,推动工业化与信息化在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合发展,具有重要借鉴意义.

面向高速网络的多核并行TCP拥塞控制算法

为了解决在高速网络下,多核处理器系统中由于传统TCP的串行处理方式带来的性能瓶颈,以TCP协议的滑动窗口机制和拥塞控制算法为基础,提出了一种多滑动窗口并行TCP拥塞控制算法:MulWinTCP。MulWinTCP将全局滑动窗口划分为多个子滑动窗口,利用多核处理器对多个子滑动窗口进行并行处理,消除了由于TCP串行处理方式带来的性能瓶颈。同时,MulWinTCP保证了其对应用层的透明,并且兼容传统TCP协议。基于TCP吞吐率的Mathis数学模型,推导出了MulWinTCP吞吐率的数学模型,并通过实验仿真论证了算法的有效性和吞吐率数学模型的正确性。

多核网络处理器iSCSI发起端研究与实现

针对已有的互联网小型计算机系统接口(iSCSI)发起端实现方式在面向多核网络处理器时存在的性能和扩展性不佳等问题,研究多核网络处理器的网络处理软件框架,提出基于多核网络处理器异构操作系统的网络处理软件框架。采用软件框架和P-SPL数据层面编程模型,给出一种iSCSI发起端实现方式。实验结果证明,相比基于Linux操作系统的iSCSI发起端实现,基于多核网络处理器异构操作系统的iSCSI发起端实现在吞吐率和响应时间上都有明显的性能提升。在6个千兆网口的测试环境中,读写吞吐率最高可达到180 MB/s,响应时间最多减少1.6 ms。

用于视频点播系统中实时数据流发送的多核结构

提出一种用于多核网络处理器平台的串行与并行相结合的混合结构,该结构由串行多核与并行多核相结合构成.针对视频点播系统中的实时视频数据流,通过这样的混合结构,可以有效的提高多核网络平台发送实时数据的平稳性和精确性.并且与通用的并行对称结构相比较,混合结构在扩展性上更具有优势,可以通过扩展薄弱环节的核数提高系统的服务能力.

智能网联汽车基于逆强化学习的轨迹规划优化机制研究

针对当前轨迹规划策略存在实时性差、优化目标权重系数难以标定、模仿学习方法可解释性差等问题,提出了基于最大熵原则的逆强化学习方法,通过学习经验驾驶员驾驶轨迹的内在优化机制,从而规划出符合人类驾驶经验的整体最优的换道专家轨迹,为解决轨迹规划方法的实时性问题和可解释性问题奠定了理论基础.以一般风险场景和高风险场景为应用案例,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提逆强化学习方法实现轨迹规划的可行性与有效性.

APACHE在多核网络处理器平台上的性能评测与分析

测试并分析了Apache HTTP服务器在多核网络处理器平台ATCA-8000R上的性能。作为对比,测试了Apache在X86架构的服务器BH28上的性能。使用每秒完成的请求数、吞吐率和每个请求完成的时间作为性能指标。使用测试软件ab作为HTTP客户端,向被测设备发起请求。评测结果表明,Apache在多核网络处理器平台ATCA-8000R上的性能优于X86架构的BH28。通过分析网络处理器OCTEON 5860的特点,解释了这一评测结果。

5G网络商用密码应用研究

5G作为新一代移动通信网络基础设施,应用场景贯穿工业互联网、能源、交通、医疗、教育等生产生活的方方面面.终端大量接入、大规模网络部署、海量数据汇聚等特点为5G网络带来前所未有的安全风险,5G安全关系到社会发展、经济运行乃至国家安全,逐渐成为近年来国内外研究的热点.密码是保障网络与信息安全的核心技术和基础支撑,我国拥有自主知识产权的商用密码算法ZUC,SM4,SM3,SM2等经过十几年的发展,逐步在维护我国网络空间安全中发挥着越来越重要的作用.从5G网络架构及接口切入,分析了5G网络面临的安全风险,并提出了相应的商用密码应用方案,为5G网络商用密码应用实践提供参考.

云计算场景商用密码应用研究

云计算使用户通过网络获取信息通信技术资源服务,这种的新型信息处理方式正在成为信息技术产业发展的必然趋势.用户、数据、信息资源高度集中、对云平台服务连续性的高度依赖、虚拟化的资源可扩展性等特点为云计算带来不可避免的安全风险.因此,如何利用商用密码技术防范云计算的安全风险成为当前的研究热点.从云计算网络架构切入,分析了云计算的密码应用需求,在此基础上设计了相应的云计算场景商用密码应用方案.研究成果为云计算场景下商用密码应用实践提供参考借鉴和理论指导,有望解决云计算安全关键问题.

工业互联网领域商用密码应用安全性评估研究

工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的产物,它以网络为基础、平台为中枢、数据为要素、安全为保障,是工业数字化、网络化、智能化转型的基础设施,是制造强国和网络强国建设的重要支撑。但与此同时,工业互联网的发展使工业系统逐步从“封闭隔离式”演进为“开放交互式”,引入了极大的信息安全隐患。

一种面向IP-SAN的多网卡绑定方法的研究与实现

针对目前IP-SAN中网络链路的性能瓶颈问题,研究了Linux现有的多网卡绑定技术,多网卡绑定技术可以增大服务器带宽,提高服务器读写IP-SAN的速率。本文基于多核处理器,提出并实现了一种面向IP-SAN的多网卡绑定方法,进而使用基于多核处理器的服务器对所提出的多网卡绑定方法进行测试评估,同时与Linux现有的多网卡绑定方法进行性能对比测试。测试结果表明,此方法可以明显增加嵌入式服务器访问IP-SAN的速率和灵活性。

工业互联网商用密码应用研究

作为第4次工业革命的重要基石,工业互联网是新一代信息通信技术融合赋能工业经济的重要综合信息基础设施与应用模式.工业互联网设备复杂、协议私有、数据海量及工业特性严格等特点为工业互联网整个环节带来不可避免的安全风险.因此,如何利用商用密码技术为工业互联网内植安全免疫基因成为当前的研究热点.从工业互联网安全风险切入,分析了工业互联网的密码应用需求,进而研究了工业互联网商用密码典型应用场景的密码应用方案,最后为商用密码在工业互联网的应用推广提出了建议.研究成果为工业互联网商用密码应用实践提供参考借鉴,有望解决工业互联网安全问题.

基于多核处理器的TCP/IP协议栈加速技术

多核处理器已经成为了处理器发展的趋势。在多核处理器上运行Linux操作系统时,由于所有的TCP/IP网络协议处理都以软件的形式在Linux操作系统内核运行,处理效率很低。为了解决这个问题,本文提出了一种基于多核处理器的多核TCP/IP加速协议栈,将多核处理器的处理核心分成两部分。一部分运行Linux操作系统。另一部分处理核心运行实时系统,处理TCP/IP协议栈。由于将TCP/IP协议栈的处理卸载到了实时系统,Linux的中断处理大大减少,并且实时系统直接操作底层硬件资源,没有操作系统的参与,所以多核TCP/IP加速协议栈的处理效率会很高。通实验结果对比,在相同的硬件资源下,多核TCP/IP加速协议栈不仅比Linux TCP/IP协议栈获得了更大的网络处理吞吐率,而且消耗了更低的CPU。

自动驾驶汽车双车道换道最优轨迹规划方法

针对双车道公路交通场景,提出了自动驾驶汽车换道的决策和轨迹规划方法。首先,设计了基于贝叶斯概率理论的风险评估方法,得到当前场景车道安全性条件概率。然后,设计了基于安全效用的行为决策方法,根据风险评估贝叶斯网络和决策图做出此时的行为决策——车道保持或换道。在轨迹规划层提出了基于非线性模型预测控制(MPC)的轨迹规划方法,模仿优秀驾驶员给定各个优化目标函数的权重系数,求解最优期望换道轨迹。最后,通过仿真验证该决策和轨迹规划方法的有效性,结果表明,在不同风险场景中,所设计的风险评估、行为决策和轨迹规划方法能够使自动驾驶汽车做出安全的行为决策,并规划出最优的换道轨迹坐标和车速,使自动驾驶汽车安全、快速地换道行驶。