存储系统中的局部修复阵列码模型

对于单容错和双容错的存储系统,在磁盘修复过程中发生的任何故障都可能引起数据丢失,导致修复失败,保证数据的修复效率对于存储系统的可靠性至关重要。RDP码在进行单盘故障修复时使用混合恢复算法能减少25%的读取总量,但是在进行双盘故障修复时需读取所有的元素。针对目前难以同时提升单双盘故障修复效率的问题,对RDP码进行拓展,提出了一种具有局部修复性质的阵列码模型——DRDP码。DRDP码在RDP码的基础上将部分数据列按水平线进行异或计算生成局部水平校验列,并将其参与到全局校验列的编码计算中,从而缩短了修复链,使其拥有局部修复的功能。通过理论分析,DRDP码拥有良好的编译码复杂度和更新效率,大幅节省了单盘故障修复读取开销,并对双盘故障修复读取开销进行了优化,同时能修复75%三盘故障的情况。实验结果表明,与RDP码、LRRDP码和RDP(p,3)码相比,DRDP码的编码时间可节省8.23%~32.89%、单盘故障修复时间可节省7.08%~35.01%、双盘故障修复时间可节省5.07%~29.26%。

基于二维模运算的高效率可逆信息隐藏方案

针对在较大数据量传递的场景中使用可逆信息隐藏(RDH)保护数据时嵌入效率和抗检测能力较低的问题,提出一种基于二维模运算的高效率可逆信息隐藏方案。首先通过模运算较小的修改像素值嵌入较大的信息量,再结合增强的进制转换系统增加嵌入位数,最后使用折半法结合双图像赋予可逆性。在USC-SIPI标准图像库上进行的仿真实验结果表明,在嵌入高达100万比特秘密信息时,所提方案的隐写图像的峰值信噪比(PSNR)值保持在40 dB左右,且该隐写图像可有效抵抗RS(Regular Singular)隐写分析、像素差直方图(PDH)隐写分析和位平面隐写分析的静态攻击。因此,所提方案有效提高了对原始图像的嵌入效率,同时具有良好的抗检测能力。

视图的秘密分享及其代数编码方法

视图的秘密分享是图像信息安全领域独具吸引力的研究问题。寻求秘密视图完全的(Perfect)和理想的(Ideal)门限秘密分享方案(也称图像门限分享的完备方案),则是其中富有挑战性的未决课题。文中引入灰度值域GF(2m)上像素矩阵秘密分享的新观点和相应的代数几何编码方法,实现了数字图像(t,n)门限秘密分享的一种完备方案。该方案能够将一幅或多幅秘密图像编码为n幅各具随机视觉内容,同时又共具(t,n)门限结构的影子图像(或称份额图像)。证明了这种秘密分享方案的(t,n)门限结构不仅是完全的而且也是理想的,并给出了提高像素灰度值域GF(2m)上图像秘密分享算法效率的"m位像素值的分拆与并行"方法。分析表明,该图像秘密分享方法可以应用于高安全等级的秘密图像的网络多路径传输、保密图像信息的分散式存储控制、高维图形码(Bar-code in k dimension)和弹出码(Popcode)等新一代信息载体技术的识读控制等各方面。

基于门限密钥机制的MANET组播通信系统

把门限秘密共享技术应用到移动自组网中,可以构建一个能提供高效可靠安全保证的通信系统。本文详细描述了该系统的结构和网络层的设计以及相关的安全问题,最后对一典型应用场景进行了实验。实验表明该设计方案可行,使得系统安全性更高,更加高效、可靠。

只需异或运算的秘密分享方案

针对传统基于插值多项式的秘密分享方案,需要复杂的多项式运算,当涉及的数据比较大时,运算效率特别低的问题,提出一种结合数据分块方法以及仅需要在GF(2)上的异或运算的秘密分享方案,并应用于大规模数据的安全保护机制。理论分析与实验结果表明,与传统基于插值多项式的秘密分享方法相比,所提方法在运行效率上提升了19.3%。

低编译复杂度的双容错阵列码

纠删码技术是独立磁盘冗余阵列-6(RAID-6)的双容错能力的底层实现技术,它的性能是左右RAID-6性能的重要因素。针对RAID-6中常用阵列纠删码的I/O不平衡和数据恢复速度慢的问题,提出一种基于异或(XOR)的混合阵列码——J码(J-code)。J-code采用新的校验生成规则,首先,利用原始数据构造的二维阵列计算出对角校验位并构造新的阵列;然后,利用新阵列中数据块之间的位置关系计算得到反对角校验位。此外,J-code将原始数据与部分校验位存储于同一磁盘,能减少编译码过程中的异或(XOR)操作次数和单盘恢复过程中读取数据块的个数,从而降低编译码复杂度和单盘故障修复的I/O成本,缓解磁盘热点集中现象。仿真实验结果表明,相较于RDP(Row-Diagonal Parity)、EaR(Endurance-aware RAID-6)等阵列码,J-code的编码时间减少了0.30%~28.70%,单磁盘故障和双磁盘故障的修复用时分别减少了2.23%~31.62%和0.39%~36.00%。

千兆网媒体访问控制技术

本文首先对千兆网媒体访问控制 (GMAC)的各模块作了简单介绍 ,然后从工作模式和重要概念入手详细对发送、接收、管理各模块的具体规范要求作了说明 。

“冰峰”饮料品牌与本土简餐创新

一、＂冰峰＂本土饮料品牌案例分析 ＂冰峰＂,一个陕西本土饮料品牌从1953年诞生到今天,在陕西本地有口皆碑,创下了陕西当地半个世纪经久不衰的销售神话,小小一瓶汽水,包装普通不出众,不华丽,却赢得了当地人最持久的青睐。它始终如一的品质,独特的口味,甘甜而亲切,似乎向人们传递出一种情感,一种不可割舍的意识形态,炎炎夏日冰峰解暑,几乎成为陕西人的首选。

基于模函数与像素值差值的高质量双图像可逆信息隐藏

为解决在一些一对二的交流场景中使用信息隐藏技术来传递信息时对载密图像的视觉质量和载体图像的精确度的高要求问题.在本文中提出了一种基于模函数和像素值差值(pixel value difference,PVD)的双图像可逆信息隐藏方案,通过模函数和对数函数确定了PVD范围表,从而确定在单位面积上的信息嵌入位数以及模函数的系数.所提出的方案可以在信息嵌入位数不断增加的情况下仍然保持像素值的修改量与信息嵌入位数之比不大于0.5,所以与目前一些基于PVD的方案相比在像素对差值越大的图像中越占有优势.实验结果表明与现有的一些在载密图像质量方面优质的方案相比,具有更高的PSNR和SSIM,此外本方案在抗RS隐写分析和PDH隐写分析的静态攻击方面上具有良好的性能,并且避免了大多数在基于像素值差值的信息隐藏方案中对溢出问题的解决方案复杂繁琐的情况.

无线激光数据通信系统收发电路的设计与实现

以650 nm波长的红光作为信号载体,设计一种无线激光通信的收发电路,并且详细阐述了激光发射电路与光电接收电路的设计原理与方法.其中,发射电路具有自动功率控制、故障指示、电流监测等功能,接收电路具有信号放大、光电流监测、自动静噪等功能.在此基础之上,利用搭建的实验系统对该电路进行性能测试,进一步验证了设计电路的正确性和合理性.实验结果表明,设计的电路能够实现传输速率为16 Mbit/s的稳定传输.

RS类纠删码的译码方法

RS(Reed-Solomon)码可以根据应用环境构造出任意容错能力的码字,有很好的灵活性,且使用RS纠删码作为容错方法的存储系统能达到理论最优的存储效率.但是,与异或(exclusive-OR,XOR)类纠删码相比,RS类纠删码译码计算的时间开销过大,这又很大程度上阻碍了它在分布式存储系统中的使用.针对这一问题,提出了一类RS纠删码的译码方法,该方法完全抛弃了当前大多RS类纠删码译码方法中普遍使用的矩阵求逆运算,仅使用计算复杂度更小的加法和乘法,通过构造译码变换矩阵并在此矩阵上执行相应的简单的矩阵变换,能够直接得出失效码元由有效码元组成的线性组合关系,从而降低译码计算复杂度.最后,通过理论证明了该方法的正确性,并且针对每种不同大小的文件,进行3种不同大小文件块的划分,将划分得到的数据块进行实验,实验结果表明:在不同的文件分块大小情况下,该新译码方法较其他方法的译码时间开销更低.

分布式存储系统中的低修复成本纠删码

纠删码技术是分布式存储系统中典型的数据容错方法,与多副本技术相比,能够以较低的存储开销提供较高的数据可靠性;然而,纠删码修复成本过高的特点限制了其应用。针对现有纠删码修复成本高、编码复杂和灵活性差的问题,提出一种编码简单的低修复成本的纠删码——旋转分组修复码(RGRC)。RGRC首先将多个条带组合成条带集,然后利用条带之间的关联关系对条带集内的数据块进行分层旋转编码,以此得到相应的冗余块。RGRC大幅度地减少了单节点修复过程中所需要读取和传输的数据量,从而能节省大量的网络带宽资源。同时RGRC在解决单节点修复成本高的问题时,依然保留着较高的容错能力,且为满足分布式存储系统的不同需求,可以灵活地权衡系统的存储开销和修复成本。在分布式存储系统中进行的对比实验分析结果展示,与其他常用的RS(Reed-Solomon)码、LRC(Locally Repairable Codes)、basic-Pyramid、DLRC(Dynamic Local Reconstruction Codes)、pLRC(proactive Locally Repairable Codes)、GRC(Group Repairable Codes)、UFP-LRC(Unequal Failure Protection based Local Reconstruction Codes)相比,RGRC只需要增加少量的存储开销,就能降低单节点修复14%~61%的修复成本,同时减少14%~58%的修复时间。

分布式存储系统中的预测式纠删码研究

纠删码消耗的存储空间较少,获得的数据可靠性较高,因此被分布式存储系统广泛采用。但纠删码在修复数据时较高的修复成本限制了其应用。为了降低纠删码的修复成本,研究人员在分组码和再生码上进行了大量的研究。由于分组码和再生码属于被动容错方式,对于一些容易出现失效的节点,采用主动容错的方式能更好地降低修复成本,维护系统的可靠性,因此,提出了一种主动容错的预测式纠删(Proactive basic-Pyramid,PPyramid)码。PPyramid码利用硬盘故障预测方法来调整basic-Pyramid码中冗余块和数据块之间的关联,将预测出的即将出现故障的硬盘划分到同一小组,使得在修复数据时,所有的读取操作在小组内进行,从而减少读取数据块的个数,节省修复成本。在基于Ceph搭建的分布式存储系统中,在修复多个硬盘故障时,将PPyramid码与其他常用的纠删码进行对比。实验结果表明,相比basic-Pyramid码,PPyramid码能降低6.3%~34.9%的修复成本和减少7.6%~63.6%的修复时间,相比LRC码、pLRC码、SHEC码、DLRC码,能降低8.6%~52%的修复成本和减少10.8%~52.4%的修复时间。同时,PPyramid码构造灵活,具有很强的实际应用价值。

浅谈探究性学习

我国教育界现在正在倡导探究性学习,它不但注重知识的形成过程而且更注重知识的创新再运用过程.它要求我们不但要亲身经历知识产生的过程而且要在思考中建立自己的知识体系.下面让我从一个例子入手,说一说探究性学习的一般步骤: