Development of a Post Quantum Encryption Key Generation Algorithm Using Electromagnetic Wave Propagation Theory

In today’s rapid widespread of digital technologies into all live aspects to enhance efficiency and productivity on the one hand and on the other hand ensure customer engagement, personal data counterfeiting has become a major concern for businesses and end-users. One solution to ensure data security is encryption, where keys are central. There is therefore a need to find robusts key generation implementation that is effective, inexpensive and non-invasive for protecting and preventing data counterfeiting. In this paper, we use the theory of electromagnetic wave propagation to generate encryption keys.

基于网络药理学、分子对接和动物实验探究柴胡龙骨牡蛎合甘麦大枣汤治疗脑卒中后抑郁的作用机制

目的:基于网络药理学、分子对接与动物实验探究柴胡龙骨牡蛎合甘麦大枣汤治疗脑卒中后抑郁(PSD)的作用机制。方法:利用TCMSP等数据库预测柴胡龙骨牡蛎合甘麦大枣汤的活性成分及靶点;在PharmGKB等数据库检索PSD疾病靶点,利用Cytoscape(v 3.9.1)建立交集靶点网络,String(v11.5)数据库构建PPI网络,利用DAVID 6.8数据库进行GO富集及KEGG通路分析;运用AutoDock vina(v 1.1.2)软件进行分子对接,并使用Pymol(v 2.5)等软件进行可视化分析;动物实验设置空白组、模型组、盐酸氟西汀组、中药组、中药+盐酸氟西汀组,给药21 d后检测各组大鼠神经行为学评分、脑组织内神经递质以及炎症因子表达,RT-qPCR和Western blot检测关键基因PPARG、MAPK3、AKT1、PIK3CA mRNA及蛋白表达。结果:得到柴胡龙骨牡蛎合甘麦大枣汤活性成分225种,作用于PSD的靶点119个,关键靶点包括MAPK3、AKT1、PIK3CA、PPARG,关键通路包括MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路等。与模型组比较,中药组与中药+盐酸氟西汀组MAPK3 mRNA及蛋白表达降低,AKT1、PIK3CA、PPARG mRNA及蛋白表达升高(P<0.05)。结论:柴胡龙骨牡蛎合甘麦大枣汤治疗PSD的作用机制可能与抑制MAPK3表达、促进AKT1、PIK3CA、PPARG表达,减缓脑组织炎症反应和氧化应激有关。

VARIATIONAL METHOD TO ANALYZE THE EQUIVALENT NETWORK OF A RECTANGULAR DIELECTRIC POST IN A RECTANGULAR WAVEGUIDE

The equivalent filter modeling of a rectangular dielectric post in a rectangular waveguide is obtained through the variational expression of input impedance. The reflection coefficient expressed in components of network is in good agreement with the results given by K. Siakavara, et al. (1991), The method can be applied to design filter.

基于卷积神经网络的RC框架通信机楼震后损伤评定方法

为解决震后大量钢筋混凝土框架通信机楼损伤评定需求,基于卷积神经网络研究从构件层次至整体结构的损伤评定方法。首先对汶川地震、鲁甸地震、芦山地震等多次地震后大量钢筋混凝土框架结构损伤调查图片筛选处理,建立了钢筋混凝土框架梁、柱损伤评定数据集。然后通过对3个关键问题的研究建立了钢筋混凝土框架基于卷积神经网络的震损评定方法:训练和建立YOLOv5网络模型完成从结构震害照片中检测识别出梁、柱构件的任务,并改进优化了YOLOv5网络模型的检测性能;优选比较3种网络模型(ResNet50、MobileNetV2和AlexNet模型)对梁、柱构件损伤水平评定的精确性,最终建立了基于ResNet50的梁、柱构件损伤评定模型;给出了从构件层次到整体结构的损伤水平确定方法,并通过对一栋实际震损框架进行损伤评定验证了文中方法的可用性。结果表明,文中方法与专家的损伤评定结论一致性高,优化后的卷积神经网络模型精确度和稳定性好,对震后钢筋混凝土框架结构损伤评定具有良好的适用性。

融媒体时代“00后”大学生网络价值观念引导的困境与应对策略

高等院校承担着培养高素质人才和传播优秀文化的艰巨任务,事关国家发展、民族未来,而融媒体的迅猛发展给高等教育在育人方面提出新挑战。文章从融媒体视角出发,以“00后”大学生为切入点,通过学生、教师、学校等三个层面对大学生网络价值观念的困境进行分析,分别提出自我教育提升融媒体素养、多措并举筑牢融媒体人才队伍建设、凝心聚力加强融媒体融入教育顶层设计的应对策略。只有将网络价值观念教育与融媒体发展结合起来,发挥融媒体技术的优势,才能不断提升其育人工作的实效性。

人工智能时代网络文学写作的主体性位移与重构——基于后现象学的媒介技术哲学

生成式人工智能问世之后,一些网络文学文本的生产往往通过作者与生成式人工智能的指示性问答、引导式对话来完成。文学文本的生产主体由单一的人过渡到了人机协同的“类主体”,文学写作的主体性正在发生着深刻的、历史性的位移:一是策略性地让渡作者主体性,将即时化、均质化的写作活动最大限度地交予人工智能完成;二是超越机械写作的逻辑,最大可能地固守作者的主体性权力,始终警惕人工智能对写作主体性的僭越。人工智能时代网络文学写作的终极理想和导向应该是“人机一体化”:作者主体与人工智能之间不断越界和对话,在动态交互中创建出一种将人类智慧、机器智能以及网络环境有效结合起来的超高级别的智能化系统。因此,网络文学写作的主体性就不仅不会消亡,反而会从一种辩证法的循环中获得积极的重塑。

天地一体化网络安全挑战及创新方案

主要探讨了天地一体化网络在6G时代面临的安全挑战,提出了一种基于量子安全的创新方案。首先,介绍了天地一体化网络的发展背景和组网架构演进趋势,包括透明转发架构和星上再生架构的特点和应用场景。接着,分析了天地一体化网络面临的安全挑战,特别是数据传输安全风险和接入认证风险。针对这些挑战,提出了一种基于量子技术保障天地一体化网络安全的创新方案,利用量子通信的无条件安全性和后量子密码算法的优势,为天地一体化网络提供端到端的安全通信保障。最后,验证了采用量子技术保障天地一体化网络安全创新方案的可行性。

“00后”医学生手机使用情况调查

目的:调查了解“00后”医学生手机使用情况,并对其中的问题提出针对性建议。方法:采用问卷调查方法,对427名“00后”医学生手机使用情况进行了网上问卷调查,并通过秩和检验方法对调查数据进行分析。结果:“00后”医学生手机使用以长时长和高频次为特点,其中,日均使用时长超过4小时的学生占75.6%,每30分钟使用1次的学生占70.2%,每天停止使用手机的时间在23点以后的学生占73.3%,仅有9.1%的学生认为自己能有效控制手机使用。结论:建议出台相关政策措施,对“00后”医学生手机使用进行有效管理和合理引导,既不过度依赖也不盲目排斥,以保障学生的身心健康和全面发展。

失眠颗粒对疫情后PTSD患者卒中预防作用的网络药理学及动物实验研究

目的:采用网络药理学方法和动物实验验证探讨陕西省中医医院院内制剂失眠颗粒治疗疫情后创伤后应激障碍(post‑traumatic stress disorder,PTSD)远期预防卒中(stroke)的作用机制。方法:使用TCMIP和BATMAN‑TCMTCMSP等数据库筛选失眠颗粒成分中各味中药的有效成分及靶点,基于GEO数据库采用基因表达图谱分析技术通过基因共表达网络分析(WGCNA)获得PTSD和卒中的差异基因。利用R语言软件进行数据挖掘和统计分析,以筛选出PTSD发生卒中的风险基因。将失眠颗粒的靶点与PTSD发生卒中的风险基因取交集,通过STRING数据库构建靶点互作网络,在Cytoscape软件进行拓扑分析筛选核心靶点,对交集靶点进行GO功能分析和KEGG富集分析,构建“失眠颗粒中药‑成分‑靶点”网络图,选取核心靶点进行动物实验验证。结果:失眠颗粒筛选出642个化合物成分,对应2082个靶点,筛选出PTSD发生卒中的风险基因2379个,通过VENN分析获得失眠颗粒成分和疾病共同靶点165个。PPI分析后最终获得68个关键靶点,即为失眠颗粒治疗PTSD并对卒中远期预防的核心靶点。在CytoNCA进行拓扑分析,排名前10的核心靶点分别是MAPK3、MAPK1、NCOA2、MAPK14、NR3C1、RARA、PRKACA、SMARCD3、FOS、FOXO1。KEGG富集分析后得到104条相关通路,GO功能分析得到10条BP通路、10条MF通路和3条CC通路。在动物实验中,与模型组比较,失眠颗粒可明显改善PTSD的焦虑样行为,同时降低p38 MAPK蛋白的表达水平。结论:失眠颗粒通过抑制p38 MAPK介导的MAPK通路来抑制创伤后应激障碍的抑郁焦虑样行为和记忆能力。PTSD患者卒中的发生率高,失眠颗粒通过治疗PTSD并对卒中的远期预防有迹可循。

基于可解释性神经网络的界面面积浓度预测

界面面积浓度(Interfacial Area Concentration,IAC)是两相流动的封闭两流体模型中界面传递项的关键参数,用于表征气液界面传输能力的强弱。对界面面积浓度的建模预测通常有经验关联式和界面面积输运方程等方法,但这些方法都有较大的数据依赖性。而对神经网络模型增添可解释性可以为模型修正提供方向,严谨提升预测精度。为更好地预测两相流动的IAC,基于神经网络建立了IAC的预测模型,结合不同气泡行为、物理关系及统计分布并利用事后可解释性方法,对比分析了不同输入特征组合的神经网络模型预测能力;并通过神经网络每层的结构参数大小,分析输出比重挑选合适的数据预处理方法。通过事后可解释性分析得到空泡份额是IAC预测的重要因素,而对训练数据进行对数变换预处理能够显著提高模型对真实数据的预测能力。

输配电网同时故障下基于多时段安德森加速的协同恢复策略

极端灾害会对输配电网造成不同程度的破坏,影响电力系统正常运行。在故障发生后,合理的恢复策略有利于快速恢复供电,减少停电损失。针对极端灾害造成输配电网同时多重故障的场景,提出一种可以统筹输配电网资源的基于多时段安德森加速的输配协同灾后恢复策略。以恢复过程中最小运行成本为目标函数,计及输电网的机组运行状态、故障修复顺序,并同时考虑配电网的灵活资源响应、故障修复顺序以及网架重构和孤岛划分策略,采用全并行目标级联分析法对模型进行求解。为了解决由网架拓扑变化带来的目标级联分析法内循环收敛性差的问题,将扩展到多时段的安德森加速法应用于求解过程。T30D2和T57D8算例表明,所提方法不仅可以有效降低灾后恢复过程中的失电损失,还可以显著提高计算速度,并且对于接入多个主动配电网的大规模网架有良好的适应性。

中医专业针灸学SPOC论坛帖子分析的教学启示

针灸学小规模限制性在线课程(SPOC)网络论坛是南方医科大学爱课网站上的学习平台,课程学习期间面向学校中医学专业学生开放。针灸学学习以混合教学为主,线上、线下、见习等不同时间段,学生均可以在该论坛自由发帖、回帖。课程结束后,统计所有发帖、回帖的内容,不同时间段的发帖、回帖数量,TOP5热门帖子,教师回帖情况。基于此,分析针灸学课程学习期间学生的学习行为特点,学生学习关注点,师生、生生互动的状态,学生学习兴趣和教学效果,为后续教学提供参考。

基于网络药理学研究地奥司明缓解PTSD小鼠焦虑的分子机制

目的:探讨地奥司明(DSM)对小鼠创伤后应激障碍(PTSD)焦虑行为的缓解作用及结合网络药理学探讨DSM潜在的作用靶点及机制。方法:利用连续性的束缚、强迫游泳、麻醉和电击小鼠,建立PTSD样小鼠模型;通过腹膜腔注射基于DSM处理。通过旷场、高架动物行为学检测,确定DSM对PTSD样小鼠焦虑行为的缓解作用。使用Swiss Target Prediction、Drug Bank、TTD、Gene Cards等数据库收集DSM和PTSD的相关靶点,利用Venny2.1筛选出DSM成分与PTSD疾病共有靶点,对共有靶点进行PPI网络构建及拓扑学分析确定核心靶点;对核心靶点GO分类富集和KEGG通路富集分析,构建出DSM抗PTSD“成分-疾病-靶标-通路”网络;通过小鼠脑组织免疫荧光染色实验,验证核心靶点。结果:DSM显著缓解PTSD样小鼠的焦虑行为。在DSM与PTSD的网络药理学中有共同靶点53个、核心靶点15个、649个生物过程和46个差异信号通路;筛选度值相对较高的几个关键靶点CCL5、JNK、TNF-α进行小鼠脑片的免疫荧光染色,结果显示与正常对照组相比,PTSD样小鼠海马区这3个蛋白高表达,而DSM可以显著降低它们的表达。结论:DSM可显著缓解PTSD样小鼠的焦虑行为,其作用机制可能与抑制炎症免疫反应密切相关。

考虑分布式电源的配电网灾中-灾后两阶段协同韧性恢复决策

频繁的极端自然灾害极易引发配电网大规模故障,基于分布式电源的负荷恢复是提高配电网韧性水平的重要手段。然而,现有研究一般将灾中和灾后阶段进行独立决策,忽略了二者决策的连续性和耦合性,延缓了恢复进程。为此,文中提出一种基于灾中-灾后两阶段协同决策的配电网快速恢复方法,充分考虑灾中-灾后过程中的相互作用,综合分布式电源调度、网络拓扑改变、维修人员调度等在内的恢复措施,保障灾中-灾后阶段连续决策的最优性。首先,考虑灾后供能路径对灾中网络拓扑的需求关系,建立灾中阶段以分布式电源为核心的拓扑调整模型与负荷元胞恢复模型,实现部分重要负荷的供电;其次,考虑灾中决策对灾后恢复的影响,建立灾后阶段故障维修人员调度和负荷快速恢复的联合决策模型,实现所有负荷的有序恢复;然后,以灾中-灾后全阶段失负荷量最小为目标,实现灾中-灾后恢复的协同决策;最后,基于IEEE 123节点配电系统验证了所提模型的有效性。

基于复杂网络探讨针刺治疗中风后失眠的选穴规律

目的:基于复杂网络技术探析临床针刺治疗中风后失眠的核心穴位及相关腧穴配伍规律。方法:收集2022年3月前收录在中国知网、万方数据知识服务平台、维普期刊资源整合服务平台、中国生物医学文献服务系统及PubMed数据库中公开发表的针刺治疗中风后失眠的临床研究文献,采用Microsoft Excel 2019建立数据库,利用Gephi 0.9.2软件进行复杂网络分析并对示意图进行展示。结果:最终纳入117篇符合标准的文献,提取出228条针刺治疗中风后失眠的腧穴处方,共涉及103个腧穴,腧穴使用总频次为1733次,其中,神门穴使用频次最高,其次为百会穴、四神聪穴、三阴交穴、内关穴等。腧穴归经主要为督脉、足太阳膀胱经。特定穴以五输穴使用频次最多,其次为原穴、八脉交会穴。复杂网络k-core分析发现神门穴、百会穴、四神聪穴、三阴交穴、内关穴、神庭穴、印堂穴、太溪穴、申脉穴、水沟穴为针刺治疗中风后失眠的核心腧穴。结论:针刺治疗中风后失眠所选腧穴主要分布在头颈部、下肢与上肢部,配穴以远近配穴、上下配穴为主,临证重视调气与调神,注重标本同治。

基于生信分析与实验验证探讨黄芩素改善癫痫后认知障碍的分子机制

目的:采用网络药理学与实验验证研究黄芩素(Baicalein)对癫痫后认知障碍小鼠模型谷氨酸代谢水平的影响,探讨其防治癫痫后认知障碍的作用机制。方法:基于文献检索与网络药理学分析,应用STRING、DAVID在线平台与Cytoscape 3.8.2软件构建蛋白-蛋白互作(PPI)网络,京都基因和基因组百科全书(KEGG)信号通路和基因本体论(GO)功能富集分析。利用分子对接技术预测Baicalein与GRIA2、SLC1A1和SLC1A2基因之间的结合力。体内实验:40只雄性C57BL/6J小鼠随机分为Model组、Baicalein组、VPA组和Baicalein+VPA组,每组10只。给予相应干预后检测小鼠海马组织的炎性浸润情况与SLC1A1、SLC1A2的表达水平变化。体外实验:CHO-GRIA2细胞灌注不同剂量的Baicalein,观察其电流变化。结果:PPI网络中发现兴奋性氨基酸载体1(SLC1A1)、兴奋性氨基酸转运体2(SLC1A2)等40个靶点。KEGG与GO富集分析发现谷氨酸能突触、尼古丁成瘾、离子型谷氨酸受体信号通路、AMPA谷氨酸受体活性、突触后致密膜等与谷氨酸强相关的信号通路。分子对接结果表明,Baicalein与GRIA2、SLC1A1、SLC1A2基因具有较强的结合亲和力。给药后,与Model组比较,Baicalein组与Baicalein+VPA组海马组织炎性浸润率显著降低,各给药组SLC1A1与SLC1A2水平显著升高。CHO-GRIA2灌注1、5、10、20、50μmol/L不同剂量的Baicalein后,其抑制作用逐渐增强,IC50为9.353μmol/L。结论:Baicalein可通过上调谷氨酸转运体SLC1A1和SLC1A2的表达,降低GRIA2受体的表达,改善癫痫后认知障碍的海马炎性浸润情况。

考虑地震动空间变化的区域公路网连通可靠性研究

区域公路网是社会交通大动脉和地震灾害救援生命线,连通可靠性反映了地震灾害发生后公路网的通行能力,地震动受震源位置及震中距的影响而具有显著的空间变化,对公路网的震后破坏状态具有重要影响。以邯郸地区公路网为研究对象,通过设定震源位置与震级,研究地震动空间变化影响下的区域公路网连通可靠性。首先,设定邯郸市1830年磁县大地震及一个虚拟地震为地震情景,分别设置震级为M6.0、6.5、7.0和7.5,基于地震动衰减关系表达地震动空间变化,得到公路单元对应的PGA。然后,结合地震易损性模型分析公路单元震后通行概率。最后,针对区域公路网空间范围大的典型特征,优化城市道路所用的最大可能状态算法,对邯郸地区公路网进行连通可靠性评估。结果表明,区域尺度下公路网络单元和节点数量多、空间展布复杂,其抗震连通可靠性与既有公路分布、区域城市位置等因素密切相关,地震动空间变化显著影响公路单元的震后破坏状态和通行概率,研究成果可为区域尺度公路网地震灾害评估及抗震韧性研究提供参考。

基于环上容错学习的异步分布式随机信标及其在异步共识中的应用

安全高效的异步分布式随机信标是异步共识协议能够快速终止的必要保障.2008年以来,比特币中区块链技术的成功促进了分布式应用的蓬勃发展,为分布式应用提供随机性来源的分布式随机信标也受到了学者的广泛研究.现有的分布式随机信标一般选取公开可验证秘密共享、可验证随机函数、可验证延迟函数之一作为基础结构进行设计,其中公开可验证秘密共享结构简单、模块清晰、实用性较强,是现有分布式随机信标协议中数量最多、分析最为透彻的类别,其它结构的协议研究开始时间较晚,设计方法并未固定,在形式化安全定义和安全分析中尚有较大空白等待填补.目前,只有少数基于公开可验证秘密共享的方案支持异步网络模型,并且这些方案都是利用不抗量子的离散对数问题构建的.因此,在后量子安全的异步网络模型下,现有异步共识成果不得不采用期望运行轮数为指数的本地抛币协议来保障全栈量子安全.本文主要研究抗量子安全假设下基于公开可验证秘密共享的方案,具体贡献如下:(1)本文首先基于抗量子困难假设环上容错学习和公开可验证秘密共享的结构范式,设计了具备O(N log N)证明及验证复杂度的公钥更新协议,其中N为多项式次数,该协议保证了节点在每一轮产生随机数份额的过程中采用了一致且正确的新公钥.(2)在此基础上,本文设计了计算复杂度为O(n),通信复杂度为O(n2)的异步分布式随机信标协议,其中n为节点规模.在相同的安全参数下,本文提出的随机信标协议相较于基于离散对数的协议运行时延减小约34%.(3)最后,本文给出了一种基于异步分布式随机信标的异步共识协议,并证明其满足标准的安全需求.

基于网络药理学探讨柴胡-黄芩治疗青春期后痤疮的作用机制

目的:检索柴胡-黄芩的主要化学活性成分,运用网络药理学探讨柴胡-黄芩治疗青春期后痤疮的作用机制。方法:利用中药系统药理学数据库与分析平台检索“柴胡”“黄芩”的活性成分,并筛选出其活性成分所对应的作用靶点。运用GeneCards数据库平台检索与青春期后痤疮相关的作用靶点,构建共同靶点韦恩图。利用Cytoscape 3.9.1软件,绘制活性成分潜在靶点网络图,借助String数据库构建蛋白-蛋白相互作用网络,获得蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络核心基因的邻接节点数目,再运用Cytoscape 3.9.1对PPI网络进行拓扑分析,最终获取核心基因。通过新生信平台进行基因本体(gene ontology,GO)功能注释和基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析,预测柴胡-黄芩治疗青春期后痤疮的作用机制。结果:分析得到柴胡有效活性成分13种、黄芩有效活性成分33种,涉及216个作用靶点。确定青春期后痤疮靶点1 899个,得到共同靶点基因86个,运用PPI分析确定肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)、肿瘤蛋白p53(tumor protein p53,TP53)、RelA(NF-κB亚型)、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptors,EGFRs)、白细胞介素(Interleukin,IL)-6、IL-1β 6个靶点为柴胡-黄芩治疗青春期后痤疮的核心靶点。富集分析GO条目3 526项,KEGG信号通路230条,主要富集通路有AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路、TNF信号通路等。结论:柴胡-黄芩可通过多靶点、多通路治疗青春期后痤疮,在发挥抗菌消炎作用的同时,还可减少痤疮后瘢痕的形成,为柴胡-黄芩在临床的应用提供理论参考和研究方向。

基于复杂网络的火后泥石流成灾机理的建模方法

为更加全面地对火后泥石流致灾因素进行定性分析,达到灾害防控目的,基于复杂网络理论,通过梳理既有的致灾机理研究,萃取了包含致灾因素和过程事件在内的39个节点,建立了火后泥石流触发网络。随后,基于有向网络的结构特点拓展了综合度的概念,并通过综合出(入)度、中介中心性、连边脆弱度3项复杂网络拓扑特征提出了节点风险扩散度指标(NRD)用于评估网络中的关键节点。最后,以3种攻击方式针对PDFTN,对比该网络的连通度变化,以验证NRD识别结果的有效性。结果表明:NRD能够有效识别出有向网络中的关键节点,其中NRD识别出的火后泥石流关键致灾因素为地表径流,该结果与现有研究结论一致。因此,致灾因素对火后泥石流灾害结果的影响可以通过本文提出的NRD指标进行有效表征,从而为火后泥石流灾害防控提供辅助决策依据。