具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案

针对现有区块链物联网体系主要采用链上存储摘要链下保留原始数据的存储方式中链上无法直接获得真实数据的问题,该研究提出了一种具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案。首先,边缘服务器将收集的同一批数据聚合到同一批事务中;其次,设计离群值可处理的自适应有损压缩方法,在满足用户保真度要求的前提下降低数据冗余;最后,压缩数据上链,实现区块链上物联网数据的高价值密度存储。与现有方案相比,该方案能提高链上存储真实物联网数据的效率。试验结果表明,在使用自适应压缩方法压缩数据时,针对不同的数据集会自适应选取k值,在满足用户重建精度的前提下,获得良好压缩效果,减少链上存储空间,提高了数据价值密度;相对于风速之类频率较高的数据,温湿度、二氧化碳等变化频率较低的数据可以获得较高的压缩比;当假设正常数据压缩比为10:1时,该方案可节省约85%的链上存储空间,相应的价值密度提高了约85%。该研究可为农产品溯源过程中的物联网数据高效存储提供解决方案,为实现分布式农业物联网数据压缩存储提供技术支持。

反刍家畜典型行为监测与生理状况识别方法研究综述

反刍家畜是人类获得肉、奶等食品的重要来源,随着人们对其产品产量与品质要求的提升,传统耗时耗力且高人工成本的人工监管模式已经难以满足规模化反刍家畜养殖的需要。反刍家畜行为中蕴含着许多身体状况信息,对反刍家畜行为的自动化监测有助于较早地识别其异常行为、评估其健康水平、预警其异常生理状态,辅助养殖人员及时调整养殖策略,实现低成本、高效率和高收益的生产过程。首先对反刍家畜基本运动(躺卧、行走、站立)、反刍、进食饮水、跛行等典型行为的监测方法进行总体阐述,然后详细分析了识别反刍家畜发情、分娩、疾病、疼痛状况的不同特征指标以及基于该特征指标的生理状况识别方法,最后探讨了反刍家畜行为监测方法目前存在的一些问题与难点,并指出未来的研究重点为:优化传感器功耗、融合多传感器数据、降低数据传输延时、减少大规模数据标注、轻量化深度学习模型以及深度解析和应用数据。

基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制

针对多链式区块链采用主链最终共识机制,导致主链负载大,制约从链性能等问题,论文提出一种基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制.首先根据超图理论,构建以横贯超图为主链,子超图为从链的联盟链主从多链架构;然后借鉴分治思想,结合“背书-排序-验证”的共识方式,构建分层分类共识机制,通过分类处理交易降低主链负载压力;最后构建基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名方法,提升背书签名的验证效率.性能分析表明:基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名安全可靠,基于超图和MuSig2聚合签名的分层分类共识机制具有强一致性和线性时间复杂度.实验结果表明:基于MuSig2聚合签名的多方背书方法的总效率是椭圆曲线数字签名算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)的1.55倍,分层分类共识机制能够提升12.5%的共识效率.该机制具有较高性能,可满足企业多样化业务需求.

基于2D DWT与MobileNetV3融合的轻量级茶叶病害识别

针对现有茶叶病害识别方法病害信息挖掘不足导致识别准确率低的问题,该研究提出了一种基于二维离散小波变换(discrete wavelet transform, DWT)和MobileNetV3融合的茶叶病害识别模型CBAM-TealeafNet。为增强网络对病害频域特征的检测能力,将2D DWT获取的频域特征与bneck结构提取的深度特征融合,形成频域与深度特征融合的识别网络。为提高特征提取能力,在bneck结构中,嵌入卷积块注意模块(convolutional block attention module, CBAM),为特征通道分配相应权重。为解决样本类别不平衡对识别模型性能的影响,利用焦点损失函数取代交叉熵损失函数以提高识别精度。经验证,CBAM-TealeafNet在5种不同茶叶病害上整体识别准确率达到98.70%,参数量为3.16×10^(6),相对MobileNetV3,准确率提升2.15个百分点,参数量降低25.12%。该方法可为茶树叶部等作物病害轻量级识别研究提供模型参考。

基于可聚合PVSS和联盟链的密钥可公开验证MA-CP-ABE方案

针对基于门限的多机构密文策略属性基加密(MA-CP-ABE)存在属性颁发机构(AA)不可信、属性私钥正确性无法公开验证等问题,提出了一种基于可聚合PVSS和联盟链的密钥可公开验证MA-CP-ABE方案。基于ElGamal改进可聚合PVSS算法,实现系统主密钥分发的可公开验证;基于双线性映射和ElGamal加密,构造MA-CP-ABE属性私钥可公开验证方法,实现属性私钥及其子份额密文条件下的可公开验证;基于联盟链提出密钥可公开验证MA-CP-ABE方案,通过联盟链保证验证参数可信,通过智能合约实现自动化验证。正确性、机密性、鲁棒性和活性等分析表明,当总AA数量为n、门限值为t、恶意AA数量不超过t-1时,所提方案能够保证属性私钥的正确分发,且系统主密钥初始化的通信开销复杂度为O(tn)。