检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机研究与发展 2023年第8期60卷 1858-1874页

作者：刘伟张骁宇杜薇彭若涛武汉理工大学计算机与人工智能学院武汉430070 交通物联网湖北重点实验室(武汉理工大学) 武汉430070 嵌入式系统与服务计算教育部重点实验室(同济大学) 上海201804 处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190

将互动直播部署在边缘计算环境中,可以在网络边缘对直播视频进行转码和传输,通过用户附近的边缘服务器提供低延迟的直播服务.然而,在多边缘服务器、多用户场景下存在着直播用户分配问题,导致直播用户体验质量(quality of experience, Q... 详细信息

将互动直播部署在边缘计算环境中,可以在网络边缘对直播视频进行转码和传输,通过用户附近的边缘服务器提供低延迟的直播服务.然而,在多边缘服务器、多用户场景下存在着直播用户分配问题,导致直播用户体验质量(quality of experience, QoE)无法得到保证.为了提高直播用户QoE,需要根据用户的个性化需求合理地分配服务器资源.首先分析真实数据集,发现大多数用户处于多基站重叠覆盖区域内,并且不同用户的互动需求存在差异;然后根据互动直播的特点提出一种适用于边缘计算场景的用户QoE模型,该模型综合考虑了直播用户的视频质量和互动体验;最后设计一种高效的直播用户分配算法,优化了多边缘服务器重叠覆盖区域内的直播用户QoE.仿真实验表明,所提出的用户分配策略可为用户提供高码率和低延迟的直播视频,同时能有效降低边缘服务器切换次数和码率抖动,使直播用户QoE相较于其他策略提升超过19%.

关键词：互动直播边缘计算用户体验重叠覆盖区域用户分配

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可信执行环境软件侧信道攻击研究综述

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软件学报 2023年第1期34卷 381-403页

作者：杨帆张倩颖施智平关永首都师范大学信息工程学院北京100048 高可靠嵌入式系统北京市工程研究中心(首都师范大学) 北京100048 计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 电子系统可靠性技术北京市重点实验室(首都师范大学) 北京100048 北京成像理论与技术高精尖创新中心(首都师范大学) 北京100048

为保护计算设备中安全敏感程序运行环境的安全,研究人员提出了可信执行环境(TEE)技术,通过对硬件和软件进行隔离为安全敏感程序提供一个与通用计算环境隔离的安全运行环境.侧信道攻击从传统的需要昂贵设备发展到现在仅基于微体系结构状... 详细信息

为保护计算设备中安全敏感程序运行环境的安全,研究人员提出了可信执行环境(TEE)技术,通过对硬件和软件进行隔离为安全敏感程序提供一个与通用计算环境隔离的安全运行环境.侧信道攻击从传统的需要昂贵设备发展到现在仅基于微体系结构状态就能通过软件方式获取机密信息的访问模式,从而进一步推测出机密信息.TEE架构仅提供隔离机制,无法抵抗这类新出现的软件侧信道攻击.深入调研了ARM TrustZone、Intel SGX和AMD SEV这3种TEE架构的软件侧信道攻击及相应防御措施,并探讨其攻击和防御机制的发展趋势.首先,介绍了ARM TrustZone、Intel SGX和AMD SEV的基本原理,并详细阐述了软件侧信道攻击的定义以及缓存侧信道攻击的分类、方法和步骤;之后从处理器指令执行的角度,提出一种TEE攻击面分类方法,利用该方法对TEE软件侧信道攻击进行分类,并阐述了软件侧信道攻击与其他攻击相结合的组合攻击;然后详细讨论TEE软件侧信道攻击的威胁模型;最后全面总结业界对TEE软件侧信道攻击的防御措施,并从攻击和防御两方面探讨TEE软件侧信道攻击未来的研究趋势.

关键词：可信执行环境(TEE) 隔离架构 ARM TrustZone Intel SGX AMD SEV 软件侧信道攻击

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TrustZone中断隔离机制的形式化验证

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小型微型计算机系统 2023年第9期44卷 2105-2112页

作者：付俊仪张倩颖王国辉李希萌施智平关永首都师范大学信息工程学院北京100048 高可靠嵌入式系统北京市工程研究中心北京100048 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 电子系统可靠性技术北京市重点实验室北京100048 北京成像理论与技术高精尖创新中心北京100048

TrustZone技术通过对硬件进行安全扩展,为软件提供了相互隔离的可信执行环境和通用执行环境.中断隔离机制是TrustZone的关键隔离机制,确保安全中断和非安全中断分别在可信执行环境和通用执行环境中被处理,该机制不正确可能导致安全中断... 详细信息

TrustZone技术通过对硬件进行安全扩展,为软件提供了相互隔离的可信执行环境和通用执行环境.中断隔离机制是TrustZone的关键隔离机制,确保安全中断和非安全中断分别在可信执行环境和通用执行环境中被处理,该机制不正确可能导致安全中断被通用执行环境处理,从而影响可信执行环境的安全性.本文提出ARMv8 TrustZone架构中断隔离机制的形式化验证方法,在定理证明器Isabelle/HOL中建立包含中断隔离机制关键软硬件的形式化模型,该模型为状态迁移系统,包括中断处理程序、TrustZone Monitor、中断控制器等组件;在证明模型满足正确性的基础上,通过展开定理验证无干扰、无泄露、无影响等信息流安全属性,结果表明TrustZone中断隔离机制满足信息流安全属性,在中断处理过程中不存在隐蔽的信息流通道.

关键词： TrustZone 可信执行环境中断隔离信息流安全形式化验证

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抗板级物理攻击的持久存储方法研究

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计算机工程 2022年第2期48卷 132-139页

作者：李闽张倩颖王国辉施智平关永首都师范大学信息工程学院北京100048 高可靠嵌入式系统北京市工程研究中心北京100048 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 电子系统可靠性技术北京市重点实验室北京100048 北京成像理论与技术高精尖创新中心北京100048

为保护文件系统的安全性,提出一种抗板级物理攻击的持久存储方法。利用ARM TrustZone技术构建持久存储架构,实现内存保护机制和持久存储保护服务,提高文件系统的物理安全性。基于片上内存(OCM)在可信执行环境(TEE)中的内核层建立内存保... 详细信息

为保护文件系统的安全性,提出一种抗板级物理攻击的持久存储方法。利用ARM TrustZone技术构建持久存储架构,实现内存保护机制和持久存储保护服务,提高文件系统的物理安全性。基于片上内存(OCM)在可信执行环境(TEE)中的内核层建立内存保护机制,保证TEE的可信应用能够抵抗板级物理攻击。基于TEE的内存保护机制实现保护文件系统中敏感数据的持久存储保护服务,确保文件系统的机密性和完整性。在物理开发板上实现持久存储架构的原型系统,使用基准测试工具对原型系统进行性能评估,并分析性能损耗的原因。测试结果表明,内存保护机制在保护TEE系统物理安全性时引入的时间开销会随着OCM的增大而减小,持久存储保护服务在保护数据量较小的敏感数据时产生的时间开销在用户可接受范围内。

关键词： ARM TrustZone技术可信执行环境板级物理攻击片上内存持久存储保护

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基于精化的可信执行环境内存隔离机制验证

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软件学报 2022年第6期33卷 2189-2207页

作者：靳翠珍张倩颖马雨薇李希萌王国辉施智平关永首都师范大学信息工程学院北京100048 高可靠嵌入式系统北京市工程研究中心(首都师范大学) 北京100048 计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 电子系统可靠性技术北京市重点实验室(首都师范大学) 北京100048 电子系统可靠性与数理交叉学科国家国际科技合作示范型基地(首都师范大学) 北京100048

可信执行环境(trusted execution environment,TEE)基于硬件隔离机制,为安全敏感应用提供隔离的执行环境,保护敏感数据的安全性.内存隔离机制是TEE的关键机制之一,用于对安全内存和非安全内存进行隔离,并对安全内存实施访问控制,如果其... 详细信息

可信执行环境(trusted execution environment,TEE)基于硬件隔离机制,为安全敏感应用提供隔离的执行环境,保护敏感数据的安全性.内存隔离机制是TEE的关键机制之一,用于对安全内存和非安全内存进行隔离,并对安全内存实施访问控制,如果其安全性不能保证,可能造成存储在安全内存中的敏感数据泄露.为验证TEE内存隔离机制的安全性,针对基于ARM TrustZone技术构建的TEE,提出一种基于精化的可信执行环境内存隔离机制安全性验证方法.建立抽象模型和具体模型,并定义两种模型之间的精化关系,在证明精化关系成立和抽象模型满足信息流安全性的前提下,验证具体模型的信息流安全性.具体模型建模了TEE内存隔离机制的关键硬件和软件,包括TrustZone地址空间控制器、MMU和TrustZone monitor等,在定理证明器Isabelle/HOL中,验证了该模型满足无干扰、无泄露、无影响等信息流安全属性.

关键词： TEE 内存隔离机制形式化验证精化关系信息流安全性

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抗电路板级物理攻击的操作系统防御技术研究

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软件学报 2020年第10期31卷 3120-3146页

作者：张倩颖赵世军首都师范大学信息工程学院北京100048 中国科学院软件研究所北京100190 华为技术有限公司北京100195 计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 高可靠嵌入式系统北京市工程研究中心(首都师范大学) 北京100048

计算设备处理和存储日益增多的敏感信息,如口令和指纹信息等,对安全性提出更高要求.物理攻击技术的发展催生了一种通过攻击电路板级硬件组件来获取操作系统机密信息的攻击方法:电路板级物理攻击.该类攻击具有工具简单、成本低、易流程... 详细信息

计算设备处理和存储日益增多的敏感信息,如口令和指纹信息等,对安全性提出更高要求.物理攻击技术的发展催生了一种通过攻击电路板级硬件组件来获取操作系统机密信息的攻击方法:电路板级物理攻击.该类攻击具有工具简单、成本低、易流程化等特点,极容易被攻击者利用形成黑色产业,是操作系统面临的新安全威胁和挑战.在处理器上扩展内存加密引擎可抵抗该类攻击,但是目前大部分计算设备并未配备该硬件安全机制.学术界和产业界提出软件方式抗电路板级物理攻击的操作系统防御技术,该类技术已成为近年来的研究热点.深入分析了该类技术的研究进展,总结其技术优势和不足,并探讨其发展趋势.首先,介绍了电路板级物理攻击的定义、威胁模型、现实攻击实例.之后,介绍软件方式抗电路板级物理攻击的操作系统防御技术所依赖的一些基础技术.然后,对该类防御技术的研究进展按照保护范围进行分类总结和归纳.最后,分析了该类防御技术的优势与不足,给出工程实现建议,并探讨该类防御技术未来的研究趋势.

关键词：内存保护物理攻击内存加密内存完整性

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边缘计算中面向多码率视频的缓存、转码和传输联合优化策略

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计算机应用研究 2021年第9期38卷 2628-2634页

作者：刘伟陈振武汉理工大学计算机科学与技术学院武汉理工大学交通物联网湖北重点实验室武汉430070 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 同济大学嵌入式与服务计算教育部重点实验室上海201804

结合边缘缓存技术与流媒体传输技术能有效提升视频服务质量,为降低视频内容提供商的边缘资源租赁成本,提出一种视频缓存、转码和传输联合优化策略。首先,综合考虑视频的缓存、转码、边缘传输和云端传输的成本,以最小总租赁成本为目标建... 详细信息

结合边缘缓存技术与流媒体传输技术能有效提升视频服务质量,为降低视频内容提供商的边缘资源租赁成本,提出一种视频缓存、转码和传输联合优化策略。首先,综合考虑视频的缓存、转码、边缘传输和云端传输的成本,以最小总租赁成本为目标建立整数规划模型,并证明其NP-complete性质;其次,根据历史请求数估计视频流行度变化,并对流行视频进行缓存;最后,基于视频的缓存状态,为用户的请求选择成本最低的响应方式。仿真实验表明,所提策略与现有策略相比,可提升请求命中率并有效降低内容提供商的资源租赁成本。

关键词：边缘计算多码率视频视频转码协作缓存协作传输

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多层神经网络算法的计算特征建模方法

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计算机研究与发展 2019年第6期56卷 1170-1181页

作者：方荣强王晶姚治成刘畅张伟功首都师范大学信息工程学院北京100048 体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 高可靠嵌入式系统技术北京市工程研究中心(首都师范大学) 北京100048 北京成像理论与技术高精尖创新中心(首都师范大学) 北京100048

随着深度学习算法在语音和图像等领域中的成功运用,能够有效提取目标特征并做出最优决策的神经网络再次得到了广泛的关注.然而随着数据量的增加和识别精度需求的提升,神经网络模型的复杂度不断提高,因此采用面向特定领域的专用硬件加速... 详细信息

随着深度学习算法在语音和图像等领域中的成功运用,能够有效提取目标特征并做出最优决策的神经网络再次得到了广泛的关注.然而随着数据量的增加和识别精度需求的提升,神经网络模型的复杂度不断提高,因此采用面向特定领域的专用硬件加速器是高效运行神经网络的有效途径.然而如何根据网络规模设计高能效的加速器,以及基于有限硬件资源如何提高网络性能并最大化资源利用率是当今体系结构领域研究的重要问题.为此,提出基于计算特征的神经网络分析和优化方法,基于“层”的粒度解析典型神经网络模型并提取模型通用表达,根据通用表达式和基本操作属性提取模型运算量和存储空间需求等特征.提出了基于最大值更替的运行调度算法,利用所提取的特征分析结果对神经网络在特定硬件资源下的运行调度方案进行优化.实验结果显示:所提方法能够有效分析对比网络特征,并指导所设计调度算法实现性能和系统资源利用率的提升.

关键词：神经网络特征提取硬件加速器计算机体系结构资源调度

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通过非易失存储和检查点优化缓解日志开销

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计算机研究与发展 2015年第6期52卷 1351-1361页

作者：万虎徐远超闫俊峰孙凤芸张伟功首都师范大学信息工程学院北京100048 计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 高可靠嵌入式系统技术北京市工程研究中心(首都师范大学) 北京100048

在文件系统进行用户数据和元数据的持久化过程中,如果出现异常掉电或系统崩溃,可能导致文件系统出现数据的不一致性问题.现有的Ext4文件系统通过写前日志(write-ahead logging,WAL)技术结合事务机制来保证持久化操作的一致性.写前日志... 详细信息

在文件系统进行用户数据和元数据的持久化过程中,如果出现异常掉电或系统崩溃,可能导致文件系统出现数据的不一致性问题.现有的Ext4文件系统通过写前日志(write-ahead logging,WAL)技术结合事务机制来保证持久化操作的一致性.写前日志技术将文件系统元数据写入磁盘2次,元数据的粒度小、数量大、重复度高,影响了程序的性能,也缩短了Flash存储介质的使用寿命.针对这一问题,提出了使用新型非易失存储(non-volatile memory,NVM)作为存放日志的独立外部设备,并通过存取指令(load/store)接口直接访问;同时使用倒序扫描(reverse scan)技术对检查点(checkpoint)流程进行优化,减少同一数据块的重复写操作.实验结果表明,使用NVM作为外部日志分区,对于写操作比重较大的程序,在HDD上带宽提升接近50%;在SSD上带宽提升达到23%;在checkpoint时使用倒序扫描之后,写入次数降低明显,带宽提升接近20%.

关键词：文件系统非易失存储日志事务崩溃一致性检查点

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基于CC2430的ZigBee无线网络节点设计

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电子设计工程 2010年第2期18卷 15-18页

作者：梁光胜刘丹娟郝福珍华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 华北计算技术研究所嵌入式研究室北京100083

ZigBee无线网络结构简单、设计成本低廉,功耗低,并拥有简单而灵活的通信网络协议,应用非常广泛。采用集射频与微控制器于一体的片上系统CC2430作为ZigBee无线网络节点的核心器件,提出带功率放大器的ZigBee无线网络节点的系统设计方案,... 详细信息

ZigBee无线网络结构简单、设计成本低廉,功耗低,并拥有简单而灵活的通信网络协议,应用非常广泛。采用集射频与微控制器于一体的片上系统CC2430作为ZigBee无线网络节点的核心器件,提出带功率放大器的ZigBee无线网络节点的系统设计方案,并给出该系统电路原理图。硬件测试结果表明,节点硬件接收灵敏度高,通信距离也较理想。

关键词： CC2430 ZigBee 无线网络节点功率放大器

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