小型微型计算机系统

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支持QoS保障的可信服务组合调度算法

马林1，2，朱明1，3，王雷1，3，王嵩1，3

2013, 34(2): 193-198.

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随着分布式服务组合技术的迅速发展和广泛应用，大多数服务组合调度算法仅考虑性能QoS，已难以满足应用需要，服务实例可能是带有不确定性或恶意性的，对整个服务组合QoS性能有较大的影响.提出一种支持QoS保障的可信服务组合调度算法，该算法首先利用Dempster Shafer理论、Shapley熵和Pignistic概率转换理论，提出一种服务实例的可信评估模型，然后利用此评估结果对传统服务组合调度算法进行改进得到该可信算法.仿真实验结果证实该可信算法可以有效地提高服务组合调度的成功率和QoS性能.

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嵌入式网络设备TCP高可用技术研究

程友清1,2，余少华1,2

2013, 34(2): 199-204.

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对数据网络中嵌入式双主控设备和虚拟集群交换系统的TCP高可用技术进行了研究.提出一种新的TCP高可用方案，该方案对TCP/IP协议栈和TCP应用软件做少量改动.主用设备只需在TCP连接建立或关闭时向备用发送TCP连接同步信息，备用设备上TCP/IP栈收到同步信息后强制创建或关闭TCP套接字并将相应信息保存到TCP控制块，同时将TCP套接字信息通知TCP应用做相应处理；主用故障时备用切换为主用，转主用后TCP同步连接根据收到的第一个TCP包初始化TCP连接的发送和接收序列号等信息并完成TCP连接的倒换.该TCP高可用方案在实际设备中得到了应用，测试和实际工程应用表明，主备间只需要很少的通信量就可以实现TCP连接同步，且主备倒换时TCP连接能在毫秒级的时间成功切换.

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P2P VoD中基于视频片段关联性的节点自组织策略

张茜1，2，李润知1，2，林予松1，2，王宗敏

2013, 34(2): 205-209.

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视频点播系统中的节点可以在任意时刻选择任意视频并进行拖放等交互式操作，在这一操作过程中会产生播放延迟，影响用户观看满意度，为保证播放流畅性以提高用户满意度，节点需要快速响应该行为产生的查找目的片段请求，在P2P VoD中有效的节点组织策略是实现节点快速定位目的节点的关键.所提策略利用视频片段关联性这一特点，不去具体挖掘各个片段之间关联性强度，使有相似兴趣爱好的节点自组织在一起以实现快速查找目的片段；对该策略引出的节点邻居优化问题，给出近似优化算法.仿真对比实验表明了该策略在降低跳播观看时延和提高系统可扩展性上的有效性.

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无线多跳网络分簇协作路由算法

谢鲲,孙家奇,龚闯,文吉刚

2013, 34(2): 210-215.

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协作路由将物理层的协作通信技术和网络层的路由选择技术相结合是一种提高网络性能的跨层路由设计方案.现有的协作路由算法没有充分利用网络拓扑结构的特点，难以获得最优的协作路由.基于无线网络节点分布概况，提出一种分簇协作路由算法，以提高网络性能并增强网络的可靠性.该算法的分为三个阶段，簇的形成，簇间路由和簇内路由.算法的每个阶段都从节点分布对协作通信的影响出发优化协作路由设计，充分利用了无线网络中物理介质的广播优势和周围节点协作的优势.仿真结果表明，本文所提出的协作路由算法能够显著降低路由的中断概率，提高网络的可靠性.

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多跳蜂窝网络低阻塞路由研究

韦沙，刘威，陈小慧，程文青

2013, 34(2): 216-219.

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在多跳蜂窝网络中，路由协议的任务是建立源节点和目的节点之间的最佳的基站、中继站路径，缓解小区的超载问题.本研究提出一种低阻塞路由协议，该协议以DCSP信道分配算法为基础，考虑了在各环节中所受到的干扰，在路由过程中同时分配无干扰信道，从而降低用户呼叫阻塞率，提高网络的吞吐量.实验结果表明，该协议相比传统蜂窝网能够缓解81%呼叫率，明显提升了系统性能.

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一种传播模型无关的快速WiFi访问点定位算法

白云，喻莉，谢长生，张东华

2013, 34(2): 220-223.

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在一个未知环境中定位无线WiFi访问点(AP)，由于传播介质的衰减参数是时变的，导致传统三点定位方法会产生较大的定位误差.但定位AP与常见的终端定位相比具有其特殊性，即信号源是单一的，因此信号源的功率变化在多个终端处可以通过差分计算消除.基于信号源定位的特殊性，研究实现了一种与传播模型参数无关的定位算法，对多个观测点的测量数据，定义了一个与无线信号传播模型无关的评价函数，从而将定位问题转换为对该评价函数的最小化问题，因此可利用已有的数值计算方法优化计算效率，最终实现基于信号强度的快速WiFi AP定位.

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基于兴趣信任的多agent合作系统的形成与演化研究

王江涛, 陈志刚, 邓晓衡

2013, 34(2): 224-228.

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借鉴人类社会学中流行的人际关系模型，提出一种基于"兴趣信任"的多agent合作模型，利用贝叶斯方法对agent的可信度按兴趣领域进行了分类评估，通过agent间基于兴趣信任的链接更新形成稳定的多agent合作系统.最后的仿真实验显示，本文提出的基于兴趣信任的合作系统演化方案不仅能有效提高任务的执行成功率，而且能有效改善网络拓扑结构，使所有的agent在不同的兴趣领域内聚集在该领域内服务能力较强的可信agent周围，提高了合作对象的选取效率.经过多轮演化后，本方案能使agent在不同的兴趣领域形成"兴趣分类聚集"，减小了网络同化现象，突出了agent的个性.

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一种依赖社会网络的P2P视频点播推荐机制

和振华，田野

2013, 34(2): 229-232.

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提出一种新颖实用的视频推荐机制，用于缓解高质量P2P视频点播服务中存在的节点带宽饥饿现象.通过分析中国科技大学校园视频点播系统10个月的点播日志，发现视频在视频关联网络有聚簇的趋势，社会网络的现象明显.基于视频的社会网络特性，利用P2P视频点播系统已有的gossip协议，设计了一种新颖实用的基于社会网络的分布式视频推荐机制.利用gossip协议和视频之间的社会网络关系属性，此机制能够分布式的并且低代价的给饥饿节点推荐最优的视频.饥饿的节点通过接受推荐来避免继续陷入饥饿.实验表明该推荐机制能有效地缓解点播节点的带宽饥饿，提高P2P网络资源的利用效率.

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面向VANET的声誉模型研究

陈辰，韩伟力，朱列，王新

2013, 34(2): 233-237.

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车载自组织网络是一个典型的开放式分布系统，其网络构成具有高度动态性和很强的临时性.这些特性导致车辆与合作节点之间缺乏相互了解与信任，并且可能面临各类攻击的威胁.针对上述问题，提出在VANET中建立面向应用的车辆节点声誉模型（简称VASRep），用于量化评估节点的声誉.VASRep充分融合车辆节点上丰富的数据类型，使得声誉数据更加准确地表现出节点的可信程度；VASRep依靠权威单元对节点进行评价的方法更好地适应高移动性的VANET环境.通过分析及仿真表明，VASRep较现有模型在性能表现、遏制更广泛类型的恶意节点攻击的能力等方面都有较大的提高.

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无线广播中基于网络编码的隐藏终端解决机制

后学知，张大方，何施茗

2013, 34(2): 238-242.

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无线广播网络中由于没有RTS和CTS机制，无法解决隐藏终端问题.提出广播网络中隐藏终端编码算法（HB-CODE），一种利用网络编码来解决无线广播网络中隐藏终端的方法.该方法在节点处利用节点已经接收过的包会在节点产生一个副本，然后通过特殊的机制确认碰撞包中是否有已接收过的包，若有再采用网络编码的方法解码碰撞包，从而恢复原始数据包.分析和实验表明网络编码解决机制减少了延迟2%到10%,平均降低了25%的丢包率，提高了无线广播网络的可靠性和吞吐量.

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基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖增强算法的改进

陈义军，白光伟，张进明

2013, 34(2): 243-246.

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在对现有的基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖增强算法存在的问题进行深入分析和研究的基础上，提出对该算法改进和优化的方法.核心思想是针对网络中的边界区域节点受力模型，引入虚拟节点，以增强网络对边界区域的覆盖率；同时，提出自调整角速度的机制，不仅提高了该算法的执行效率，而且网络调整后其覆盖效果达到最佳.仿真结果表明，在节点随机部署的情况下，改进后的算法（IPFCEA）可以更有效地增强网络的覆盖率，提高其调整节点时的收敛速度，提升网络的整体性能.

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基于C4.5决策树的单向P2P流量识别方法研究

杜锡寿，陈庶樵，张建辉

2013, 34(2): 247-252.

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P2P流量识别方法已能对基于TCP传输的双向P2P流量进行高准确率的识别，但少有论文研究单向P2P流量的识别方法.针对单向P2P流量的识别难点，提出一种基于C4.5决策树的单向P2P流量识别方法.该方法仅利用10个网络流统计特征，且这些特征可在一个流的前若干个数据包内快速计算完成，并对承载P2P流量的传输层协议具有通用性.实验结果表明，该方法识别准确率高，识别时间短，可用于高速骨干链路P2P流量的实时识别.

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无线传感网络能量有效负载均衡的多路径路由策略

樊志平，谢冬青，金政哲

2013, 34(2): 253-257.

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由于无线传感网络中网络节点的能量受限性,路由成为最受关注的问题.鉴于多路径传输既要考虑能量节约，又要考虑负载均衡，提出了一种新型能量有效负载均衡的多路径路由算法.该算法综合考虑了路径的跳数、节点剩余能量和网络的能量状况，数据沿着最小跳数或路径关键能量比较高的路径传输，降低了网络的能量消耗，也避免关键节点的过量负载.实验结果验证了和传统的AODV算法相比该算法在分组投递率、端到端时延和死亡节点出现的数量方面的优势.

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无线传感网络能量有效负载均衡的多路径路由策略

樊志平，谢冬青，金政哲

2013, 34(2): 253-257.

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由于无线传感网络中网络节点的能量受限性,路由成为最受关注的问题.鉴于多路径传输既要考虑能量节约，又要考虑负载均衡，提出了一种新型能量有效负载均衡的多路径路由算法.该算法综合考虑了路径的跳数、节点剩余能量和网络的能量状况，数据沿着最小跳数或路径关键能量比较高的路径传输，降低了网络的能量消耗，也避免关键节点的过量负载.实验结果验证了和传统的AODV算法相比该算法在分组投递率、端到端时延和死亡节点出现的数量方面的优势.

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协作MIMO无线传感器网络中多目标进化算法分析

荣伟，裴廷睿，李哲涛，申瑞珉

2013, 34(2): 258-263.

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现有的基于协作MIMO的无线传感器网络(WSN)传输策略设计往往只注重节能方面，追求网络生存时间的最大化，而忽略了网络数据速率在大部分实际工程应用中的重要性.基于线性多跳协作MIMO传输模型，分析了该模型的数据速率、平均功耗及生存时间并提出基于多目标进化算法——NSGA-Ⅱ的WSN优化算法.在NSGA-Ⅱ中，通过对种群进行初始化，利用二元锦标赛法选择，单点交叉，动态变异等操作进行进化，并采取利用最小生成树的权值表示拥挤度的方法保证种群的分布性.仿真结果表明：相比于聚集函数法，NSGA-Ⅱ所获得的网络生存时间更长.更重要的是，仿真给出一些能达到网络数据速率与生存时间两者同时最大且使网络功耗处于较小水平的参数值，能有效地指导于WSN工程应用.

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认知无线Mesh网络中一种协助的分布式组播调度算法

邝祝芳,陈志刚,赵〓明

2013, 34(2): 264-268.

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认知无线Mesh网络是下一代无线宽带通信系统的主要形式之一，它能通过使用授权网络未使用的频谱资源来提高网络带宽.组播是一种应用非常广泛的无线业务需求.本文主要研究CR-Mesh路由器和CR-Mesh终端之间的组播调度问题.由于CR-Mesh路由器和CR-Mesh终端具有可用信道异构的特征，这将导致无线业务组播的时间变长.本文的目标是最小化无线业务组播的时间，提出一种基于节点协助的分布式组播调度算法DAMSA，通过同组成员或者其他组成员的协助达到降低组播时间的目的.通过大量的仿真发现，我们提出的DAMSA算法不仅降低了无线业务需求的组播时间，而且提高了系统的吞吐量.

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基于SPE的无线传感器网络定位算法

焦斌亮，张可

2013, 34(2): 269-271.

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通过对无线传感器网络经典定位算法的分析，针对MDS-MAP(P，R)算法的高计算复杂度，提出了一种新的基于SPE(Stochastic Proximity Embedding)技术的无线传感器网络定位算法，该算法因不需要复杂的额外求精过程和地图合并过程而大幅降低了对节点能量的消耗.实验仿真表明，本文算法在低计算复杂度的前提下，有较高的节点定位精度.

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移动设备上XMPP功耗与带宽的研究

刘涌，张彦功,梁崑涛

2013, 34(2): 272-276.

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随着无线网络技术的迅速发展，移动即时通信已经成为电信行业的主要应用之一.XMPP是一种以XML为基础的开放式主流即时通信协议.针对XMPP协议在移动设备上高功耗、高带宽问题，通过研究XMPP核心标准，结合最新的XMPP扩展协议，指出了引起这些问题的原因并给出相应的解决方案.在功耗方面，提出一种兼顾传输安全性和功耗的安全体系结构SAX；在带宽方面，提出了实体能力算法、节过滤和拦截算法，用于减少XMPP实体间通信所需的XML流.最后在Android系统上进行功耗和带宽测试，测试结果表明，解决方案有效地降低了功耗并节约了带宽.

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采用分层结构的WSN室内三维定位算法的研究和设计

毛科技，戴光麟，夏明，邵奔，陈庆章

2013, 34(2): 277-280.

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节点定位是无线传感器网络的应用基础和重要支撑技术之一.目前对于节点定位已有大量的研究成果，但面向室内三维定位的研究尚少，也没有推出有效的定位算法.本研究在考虑建筑物中节点按水平分层分布的特点及非高精度三维定位无法解决楼层判定问题后，提出一种分层结构的定位思想，即给节点预设楼层参数，通过投影测距算法利用节点间的投影距离进行三边定位从而降低网络拓扑对算法的影响，而且使三维定位从至少需要4个信标节点减少到3个.仿真结果表明，该算法比DV-Hop算法的定位精度的定位覆盖率都高，并且在信标节点比例较低及网络稀疏的情况下表现出较好的鲁棒性和稳定性.

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一种基于上下文预测蚁群模型的物联网感知层路由算法

李良，陈志奎，韦哲，刘旸

2013, 34(2): 281-286.

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随着物联网关键技术的飞速发展，各种基于物联网的应用应运而生.智能楼宇是能够体现出物联网全面特点的一个重要典型应用.本文基于智能楼宇应用场景，在传统的蚁群模型中引入上下文感知技术，提出一种具有预测机制的物联网感知层路由算法CACRA.该算法通过考虑不同传输链路的距离、访问频率、跳数等上下文信息，使节点能够选择最优的下一跳路径，同时能够根据节点接收数据量的多少，自动调节算法中参数，达到均衡各个节点能耗的作用.通过在WSN网络下的仿真实验，并与经典的路由协议进行对比，证明该算法具有能量有效性、负载均衡、延长网络寿命等特点.

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异构资源环境下的MapReduce性能优化

陶永才,石磊

2013, 34(2): 287-292.

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针对现有Hadoop难以适应异构资源环境的不足，提出一种自适应MapReduce调度器：CloudMR.基于数据局部性，CloudMR将同一机架内的《key, value》对进行本地归约合并，减少中间结果中《key, value》对的数目，从而减少机架间的数据传送.根据资源性能和任务特征，CloudMR动态确定节点任务槽数和数据分配量.对于计算性能高的节点，CloudMR分配较多的任务和数据量，而对于计算性能低的节点，相应地减轻任务和数据量负载.实验表明，在异构环境下，较之现有Hadoop，CloudMR减少了节点间数据传输和备份任务运行，缩短了作业完成时间.

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Web服务调用特征模式的DBSCAN提取算法

张莉，张斌，那俊，朱志良

2013, 34(2): 293-297.

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随着网络上完成相同功能的Web服务数量不断增长，服务使用者在选择服务之前，通常需要根据服务的历史使用信息对未使用过的服务质量进行预测.而服务质量主要受到调用时刻用户输入、网络环境及服务运行环境的影响，一组输入、网络状态和服务器状态可能形成一个相对固定的服务调用模式，在该模式下各服务的执行质量保持相对稳定的范围内.为此本文提出了服务调用特征模式的概念，并对服务历史执行信息进行处理，改进DBSCAN算法从历史执行信息中挖掘出服务调用特征模式，在模式下服务的执行QoS稳定在一定范围内，从而为服务QoS预测提供方便.

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一种软件实用性模糊评估方法

欧阳柳波，邹北骥, 林建，杨贯中，刘丽杰

2013, 34(2): 298-303.

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软件的多样性使用户很难选择适合应用需求的实用软件，本文给出软件实用性定义并对其属性进行深入分析，提出一种基于AHP(层次分析法)理论的软件实用性模糊评估方法,将AHP方法与模糊评判法则相结合.建立应用需求驱动的实用性指标树动态构建模型，设计具有动态扩展性的实用性指标数据库，建立软件实用性模糊评估过程模型，详细阐述指标分级模型框架和基于AHP的软件实用性模糊评估方法.最后，结合“Trustie协同开发平台在电力行业生产管理系统开发中的应用”项目予以验证.

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无线传感器网络中基于聚类的自适应数据存储

蔚赵春，关佶红，凌鸿

2013, 34(2): 304-308.

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数据存储是无线传感器网络的研究重点.本文分析无线传感器网络中数据存储和访问的相关代价，研究了网状拓扑结构网络中数据存放位置的选择问题.将数据存储问题抽象为传感器节点聚类问题，实现了三种基于聚类的分布式数据存储方法CBDS.为了能够降低能量消耗，CBDS依据生产者和消费者的位置信息、网络拓扑信息及数据速率计算数据存放位置，并且依据这些参数的变化自适应地调整数据存放位置.实验结果表明：CBDS较传统的数据存储方法不仅减少了能量消耗，延长了网络的生命周期，并且降低了访问延迟.

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云计算环境下一种基于双向拍卖的资源分配模型

王兴伟，王学毅，黄敏

2013, 34(2): 309-316.

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针对云计算环境下资源的特点以及运用经济机制进行资源分配所具有的灵活性及有效性，提出一种在云计算环境下基于双向拍卖的资源分配模型.首先，给出改进的周期性双向拍卖模型，采用分段拟合的方法来确定买卖双方的满意度函数，并且利用供求比例参数来调节买卖双方各自的满意度在总满意度中的权重.在此基础上，提出了即时和批量两种不同匹配算法来匹配买卖双方的集合，以使买卖双方的满意度最大化.最后，基于遗传算法来寻求云资源优化分配方案.仿真研究表明，该模型是可行和有效的，不仅可以满足更多买方的需求，而且提高了资源利用率.

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基于SBTM的多租约个性化业务定制系统的研究与实现

张一川1，张斌2，刘莹1

2013, 34(2): 317-323.

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随着云计算的普及，SaaS作为一种新的软件交付模型得到了越来越广泛的关注.为了支持不同规模SaaS用户的多样化业务需求，多租约SaaS应用需要更灵活的个性化业务定制方法.从多租约SaaS应用的个性化业务构建角度，提出了一种新的基于扩展WSCL的SaaS业务-租约模型，设计并实现了基于SBTM的多租约个性化业务定制系统.该系统不仅能够支持用户采用图形化界面进行业务流程定制，简化了租约业务定制的开发.而且利用规则约束、DL匹配及Petri网性质等方法对定制流程进行合理性检测，保证流程定制过程的正确性.此外，通过基于图匹配的最优租约模型推荐方法提高了软件的开发效率.最后，介绍了该系统的框架及各个模块的基本功能并通过实例展示了该系统的效果.

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基于SBTM的多租约个性化业务定制系统的研究与实现

张一川1，张斌2，刘莹1

2013, 34(2): 317-323.

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随着云计算的普及，SaaS作为一种新的软件交付模型得到了越来越广泛的关注.为了支持不同规模SaaS用户的多样化业务需求，多租约SaaS应用需要更灵活的个性化业务定制方法.从多租约SaaS应用的个性化业务构建角度，提出了一种新的基于扩展WSCL的SaaS业务-租约模型，设计并实现了基于SBTM的多租约个性化业务定制系统.该系统不仅能够支持用户采用图形化界面进行业务流程定制，简化了租约业务定制的开发.而且利用规则约束、DL匹配及Petri网性质等方法对定制流程进行合理性检测，保证流程定制过程的正确性.此外，通过基于图匹配的最优租约模型推荐方法提高了软件的开发效率.最后，介绍了该系统的框架及各个模块的基本功能并通过实例展示了该系统的效果.

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综合利用语句和序列可疑度的软件故障定位方法

罗奇鸣

2013, 34(2): 324-327.

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自动故障定位对于提高软件调试的效率有重要意义.本文提出利用语句、数据流和控制流的频谱信息并基于局部最优性生成和计算语句序列的可疑度，并综合语句所在序列的可疑度和语句的可疑度以获得语句的最终可疑度排序.在西门子测试程序集上与两种基于语句可疑度的故障定位方法做了实验性能比较，结果验证了所提出方法的有效性.

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带属性策略的RBAC权限访问控制模型

李唯冠，赵逢禹

2013, 34(2): 328-331.

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传统基于角色的访问控制（RBAC）不能很好地解决多方访问控制下信任等级的细粒度区分.本文对多种角色访问控制模型及属性特征进行了研究，提出基于属性策略的RBAC模型，对模型进行了形式化定义.在基于属性策略的RBAC模型中，扩展了RBAC中角色的概念，对角色的属性进行了定义并提供基于属性策略的验证方式，进而给出了多方精确访问控制的实现，提高了访问控制的灵活性和对数据对象粒度控制的精确性.在云计算平台上，设计并实现了SaaS模式下的细粒度对象管理服务，实验验证了该模型对动态权限变化的适应能力及多方访问的权限控制能力.

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Web服务组合的Petri网自动生成方法

马炳先(1，2),相东明1, 张正明1

2013, 34(2): 332-337.

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针对Petri网理论与方法在服务计算中的应用，从Web服务执行的角度，在定义Web服务组合的Petri网的基础上，给出Web服务组合的Petri网的自动生成方法.首先对Web服务的Petri网描述，通过利用Web服务的输入、输出等元素的本体定义为Petri网中相应库所元素添加语义标签，得到Web服务的Petri网的PNML(Petri net Markup Language)+OWL (Ontology Web Language)描述，其中PNML部分描述Petri网的网结构，OWL部分描述Petri网中各库所元素的语义标记；进一步，在已得到Web服务组合中各子Web服务之间输入/输出关联元素的基础上，确定各子Web服务的Petri网之间的可融合库所，通过执行可融合库所之间的库所融合操作，将各子Web服务的Petri网合并得到Web服务组合的Petri网，为Petri网相关理论与方法在服务计算中得到实际应用提供了必要的前提.

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多元时间序列特征降维方法研究

李正欣，张凤鸣，张晓丰，杨仕美

2013, 34(2): 338-344.

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针对常见的降维方法难以有效地保留多元时间序列主要特征的问题，分析了传统PCA方法在多元时间序列降维中的局限性；提出一种基于共同主成分分析的线性降维方法；把共同主成分与核技巧相结合，通过数学推导，将其拓展为基于共同核主成分分析的非线性降维方法；最后分析两种方法的降维有效性.与传统PCA方法相比，基于共同核主成分分析的降维方法可以表达变量间的非线性关系、能够选取合适的核函数和形状参数，因此降维手段更为灵活、对数据的适应性更强.实验结果表明，本文提出的降维方法能够更有效地对多元时间序列进行降维.

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基于不完备决策表的容差类高效求解算法

钱文彬1，杨炳儒1，徐章艳(1,2)，舒文豪3

2013, 34(2): 345-350.

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容差关系作为粗糙集扩展模型中常用的二元关系之一. 许多其他扩展模型都是在容差关系基础上构建的，它使得不完备决策表中对象的划分更具有一般性，如何有效降低求解容差类的计算复杂性具有重要的意义.针对目前以容差关系为基础的不完备决策表的属性约简和知识获取算法时间复杂度不理想的问题，其主要原因是由于在求解不完备决策表的容差类时需消耗大量的计算时间，为了有效提高求解容差类的计算效率，引入基数排序和标记技术的设计思想，在此基础上提出一种高效的求解容差类算法，从而有效地降低了算法的时空复杂度，最后，通过实例分析和实验结果验证了新算法的有效性和可行性.

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多极小值粒子群优化算法

刘文远，郭香军

2013, 34(2): 351-355.

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针对标准粒子群算法只能搜索到目标函数一个最小值的缺点，提出多极小值粒子群算法.该算法通过在每一代粒子群中搜索极小值粒子，使得该算法中的粒子不仅具有目标函数的最小值点信息，而且还具有目标函数的极小值点信息，从而达到搜索目标函数最小值和多个极小值的目的.该算法消除了标准粒子群算法在搜索多极小值函数时全局最优粒子在不同极小值位置附近振荡的缺点，明显的提高了收敛的速率和搜索的精度.通过对典型的一维、二维和多维目标函数进行测试，证明了多极小值粒子群算法能够寻找到目标函数的全部极小值和其所在位置，且具有很强的全局收敛能力，验证了多极小值粒子群算法的有效性.

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论文

一种基于折叠模式识别的蛋白质结构片段库构建方法

陈沙沙1，吴宏杰(1,2,3)，吕强(1,2)

2013, 34(2): 356-359.

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片段组装方法是从头预测蛋白质三维结构的一类重要方法.现有的基于序列相似的片段库质量限制了低同源目标的预测精度，所以寻找与天然结构更加拟合的已知蛋白质结构片段来构建高质量的片段库是片段组装方法的一项重要任务.本文利用SCOP数据库中的三维结构相似性，对SCOP的折叠模式进行预测，提取预测出的相同折叠模式的已知蛋白质结构的信息，生成保存残基信息的数据库（Vall库）.然后将目标蛋白质序列分割成的残基片段与Vall库进行综合评价后生成一种新的片段库,该片段库可以用于一个骨架预测并行蚁群算法.将本文方法与蛋白质结构预测程序RosettaAbinitio的基于序列的片段库进行了比较，实验结果表明采用本文方法的片段库可以找到更接近天然构象的蛋白质结构.

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论文

脉冲神经膜系统实现有符号整数的算术运算

彭献武(1,2), 樊晓平(1，3), 刘建勋2, 文宏(1,2)

2013, 34(2): 360-364.

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脉冲神经膜系统是一种结合脉冲神经网络和膜系统特点的新型生物计算装置，具有强大的计算能力和解决计算难问题的潜力.本文考虑在脉冲神经膜系统这种装置上处理一些简单的算术运算问题，包括二进制补码转换、有符号整数的加、减运算和任意两个自然数的乘法运算，这些系统的输入、输出数均采用二进制方式，编码采用合适的脉冲序列.本文较好地解决了Gutiérrez-Naranjo MA.和Leporati A.提出的关于如何实现两个任意自然数乘法运算的公开问题.当前工作可以作为解决更加复杂问题的基础，也有助于设计基于脉冲神经膜系统的生物型CPU.

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面向多核处理器系统的Cache感知调度算法

徐远超(1，2，3)，沈岩1，谭旭1，万虎1，张志敏2

2013, 34(2): 365-369.

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Cache空间的不公平使用和争用直接影响系统的整体性能，现有Linux操作系统的默认调度算法不能感知程序的行为,包括访问cache的失效次数，不了解线程之间访存模式和频度上可能存在的差异，因而无法做出更加合理的调度.本文提出并在Linux环境下实现了一种Cache感知的调度算法CAS，通过监测每个任务每千条指令的共享cache失效次数，把cache失效次数相近的任务聚合到同一个核上，使得cache失效次数差异较大的任务运行在不同的核上，避免了cache失效次数都很大的任务在不同的核上同时运行，从而减小了cache空间的不公平使用和争用.实验表明，CAS算法在大多数情况下，减少了整个负载的共享cache失效次数，提高系统的平均吞吐量约5%左右.

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一种有效的图索引查询算法

邹晓红，郭聪敏，郭景峰

2013, 34(2): 370-374.

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图是一种很强大的工具，在许多应用领域如化学化合物，生物信息，XML文档，图像处理和社会网络等应用中它可以表示其对象及它们之间的关系，而且在模式化复杂的结构数据时图发挥了越来越重要的作用.图的一个最基本的操作是图的查询处理，经典的图查询问题是给出图数据库和一个查询图，从图数据库中找出那些包含查询图作为子图的图.在本文中对于给定的查询图提出了一种有效的索引策略，在图数据库中选取具有判别力的树作为特征树，对这些特征树进行编码，将结构之间的比较转化为编码序列之间的比较，并利用特征树建立索引，提出了两种剪枝策略，过滤掉数据库中与查询图不是精确匹配的图.实验验证了所提出查询处理算法的有用性和有效性.

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构建时延基因调控网络的多数据源融合算法

徐赛娟1，郭红1，吕暾(2，3)

2013, 34(2): 375-379.

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为了进一步提高基因调控网络构建的精确度，提出一种基于多数据源融合的时延基因调控网络构建算法.该算法基于递归模糊神经网络模型，使用时序互信息估计基因间的转录时延，并限制每个基因的潜在调控基因，从而有效提高建网的效率.在网络结构学习阶段，使用离散多目标粒子群优化(discrete multi-objective particle swarm optimization,dMOPSO)算法实现从时序基因表达数据和CHIP-chip数据共同构建基因调控网络.人工模拟数据和酵母菌细胞周期表达数据的实验结果表明该算法能正确选出潜在的调控基因，从而更加精确地构建基因调控网络.

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基于差别集的启发式属性约简算法

葛浩(1,2)，李龙澍2，杨传健3

2013, 34(2): 380-385.

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属性约简是粗糙集理论重要研究内容之一，基于可分辨矩阵的属性约简方法需占用大量存储空间，不利于大数据集的处理.为此，引入差别集定义和基于差别集属性约简定义，并指出基于差别集属性约简本质上是在当前差别集中不断寻求关键属性的过程，并给出删除单个条件属性和删除条件属性集两种获取关键属性的属性约简方法，同时证明了这两种属性约简方法是正确的、完备的；进一步，为了获得最小属性约简，采用两个启发式信息来筛选关键属性；在上述基础上，设计基于差别集的启发式属性约简算法.最后，通过实例和实验验证了该算法的有效性和高效性.

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改进量子遗传算法应用于测试数据自动生成的研究

季海婧，孙军梅

2013, 34(2): 386-389.

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为了提高测试数据的自动生成效率，提出一种改进的量子遗传算法(IQGA)，用以自动生成测试数据.该算法以角度编码染色体，减少染色体存储空间；采用一种新的动态旋转角策略，使种群在测试数据生成的过程中优秀测试数据能得以较好的遗传，促进种群收敛；并通过Hadamard门变异策略提高种群多样性，扩大种群探索路径.利用典型的三角形分类问题进行了验证，实验结果表明，改进的量子遗传算法具有用时短，生成测试数据少，覆盖率高等优点，测试数据自动生成效率高于传统量子遗传算法和遗传算法.

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五轴加工用刀具中心点插补算法的设计与实现

刘峰1，林浒1，郑飂默(1，2)，王峰(1，2)，张鸿楠(1，2)

2013, 34(2): 390-393.

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针对数控系统在五轴加工中，只能提供机床坐标系下轴指令编程的问题.基于双转台五轴机床运动学转换关系，综合考虑机床动力学约束和加工路径约束，通过在实时插补中完成工件坐标系下编程指令到机床控制点的转换，来实现五轴加工用刀具中心点插补功能.使得数控系统可以在旋转轴插补的同时，自动对控制点进行实时补偿，确保刀具中心点位于编程轨迹，从而使五轴加工程序能够在不同配置结构的机床上运行，简化加工程序编制，增强程序代码的可读性.

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生成六面体上的Z4对称混沌吸引子

陈宁，罗囡囡

2013, 34(2): 394-397.

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研究用平面迭代映射构造正六面体上连续排列的混沌吸引子.通过讨论正方形格子上的混沌吸引子图形在正六面体上连续排列的边界条件，用截断的傅里叶三角级数构造出了具有Z4对称特性的平面迭代映射，在单位正方形格子的边界上验证了迭代映射满足边界条件，构造迭代映射在单位正方形格上的图形, 实现了在平面上和正六面体上的混沌吸引子图形的连续排列.本文提出的Z4对称平面迭代映射可以用于大量地自动生成三维正六面体上的连续混沌吸引子图形.

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可控的烟雾变形模拟

唐勇，宋志杰，吕梦雅，吴娱

2013, 34(2): 398-401.

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针对烟雾在自然无规则状态下对其变形控制困难的问题，提出一种可控的烟雾变形模拟方法.为实现烟雾的变形，在N-S(Navier-Stokes)方程中引入控制形变的吸引力和驱动力；利用MacCormack方法，有效减少了N-S方程求解过程中的数值耗散，使烟雾更好的保持细节；为加快烟雾的变形速度，在预处理阶段采用体素化的方法把目标三维模型数据离散到局部网格上，并计算出模型外网格点处的吸引力系数；为避免变形烟雾与自由运动烟雾交互时吸引力系数的重新计算，在全局网格中动态跟踪包围目标模型的局部网格.实验证明，采用文中方法，能够有效控制烟雾的变形，并实现变形烟雾与自由运动烟雾的快速交互.

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一种引入Chebyshev距离的改进的无边活动轮廓模型

张海波，侯榆青，高士瑞，程兴宏

2013, 34(2): 402-404.

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无边活动轮廓模型(C-V模型)是水平集分割方法中的一种经典模型.传统的无边活动轮廓模型将灰度同质作为区域分割准则，这使其对于仅含两个同质区域且灰度变化不大的图像能够取得很好的分割效果，但对灰度渐变图像分割时，该模型往往无法得到正确结果.本文针对这一问题，通过引入Chebyshev距离构造一种新的相似度，以此来表征演化曲线内外灰度差异，修改了传统无边活动轮廓模型中均值取值的定义，使得演化曲线在图像灰度变化缓慢区域获得较大的驱动力.新模型克服了传统无边活动轮廓模型不能正确分割灰度渐变图像的不足.实验对比及分析表明，新模型能够更准确地分割灰度渐变图像，同时对噪声有一定的鲁棒性.

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一种结合交叉熵和投影特征的图像匹配算法

周军妮, 杨润玲, 王燕妮, 江莉

2013, 34(2): 405-408.

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基于图像交叉熵的图像匹配方法对于噪声不敏感，并且具有一定的抗几何失真能力，但算法复杂度高，不适合用于实时匹配系统中.而投影变换可将图像的二维灰度降为一维的特征向量，且还具有抗噪性好的特性，因此定义图像的局部交叉投影熵，提出了一种新的图像匹配算法.该算法首先计算模板图的行、列投影；然后计算模板图和实时图的交叉投影熵；最后根据行、列交叉投影矩阵确定出最优匹配坐标.新算法不仅具有较好的抗噪和抗几何失真性能，并且提高了在强光照射及云层遮挡情况下的匹配能力.通过实验仿真并对比局部熵、局部投影熵、局部交叉熵和局部交叉投影熵四种算法的匹配效果，表明该算法不仅匹配效果良好，并且计算速度快，是一种精确而实用的图像匹配方法.

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结合非下采样轮廓波变换和混合阶次图像扩散的图像去噪

董超, 王志明

2013, 34(2): 409-412.

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通过研究非下采样轮廓波变换理论及其在图像变换中的优点，提出一种新的基于非下采样轮廓波变换的图像去噪方法.该方法首先通过非下采样金字塔分解和非下采样方向滤波器组对待去噪图像进行非下采样轮廓波变换，然后采取不同阶次的图像扩散去噪算法分别对高频部分和低频部分进行去噪处理，最后将经过处理后的系数进行非下采样轮廓波逆变换便可得到去噪后的图像.通过实验结果表明，该方法不仅能有效的去除噪声，而且可以很好地保持边缘信息，整体性能优于近年来一些常见的去噪算法.

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结合颜色与纹理的JPEG图像快速分割

刘毅(1,2)，荆霞2，孙怀江1，夏德深1

2013, 34(2): 413-416.

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图割方法是图像分割中的有效方法，为改善JPEG图像的分割效果，提高分割效率，提出将图割理论与JPEG图像的DCT系数相结合的方法.该方法以基于图割理论的GrabCut算法为基础，采用其交互简单的特点，为克服GrabCut算法基于全部像素迭代估计参数而导致算法效率低下，对高分辨率JPEG图像分割实时性差的不足，利用JPEG图像中的DC系数生成DC图像（低频图像）作为迭代估计GMM参数的样本点，缩小问题处理的规模，提高分割效率，提取水平、垂直、对角方向的AC系数作为纹理特征，颜色与纹理相结合，改善分割效果.实验结果表明，分割效果得到了改善，算法效率得到了显著提高.

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溢出攻击的攻击元与攻击模板构建研究

祝宁(1,2)，陈性元(1,2)，张永福(1,2)

2013, 34(2): 417-422.

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面向抗攻击测试对溢出攻击的需求，以构建溢出攻击可重用功能结构和统一描述框架为目标，分析溢出攻击样本不同阶段的攻击过程特点，提取组织溢出攻击的攻击元；总结溢出攻击过程一般描述，搭建溢出攻击构造过程通用攻击模板，从而建立起溢出攻击实现的规范组织架构.在AASL脚本语言支持下，实现利用攻击元，解析重构模板建立溢出攻击脚本.实验证明，该方法在确保溢出攻击的有效、可控和代码质量基础上，大幅降低了代码编写数量，有效提高了开发效率.研究成果为抗攻击测试攻击用例的使用提供了有力保障.

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溢出攻击的攻击元与攻击模板构建研究

祝宁(1,2)，陈性元(1,2)，张永福(1,2)

2013, 34(2): 417-422.

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面向抗攻击测试对溢出攻击的需求，以构建溢出攻击可重用功能结构和统一描述框架为目标，分析溢出攻击样本不同阶段的攻击过程特点，提取组织溢出攻击的攻击元；总结溢出攻击过程一般描述，搭建溢出攻击构造过程通用攻击模板，从而建立起溢出攻击实现的规范组织架构.在AASL脚本语言支持下，实现利用攻击元，解析重构模板建立溢出攻击脚本.实验证明，该方法在确保溢出攻击的有效、可控和代码质量基础上，大幅降低了代码编写数量，有效提高了开发效率.研究成果为抗攻击测试攻击用例的使用提供了有力保障.

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一种基于统计模型的前景阴影消除算法

杨志邦(1，3)，徐成1，周旭2，田峥1

2013, 34(2): 423-428.

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视频图像中存在的阴影是影响运动目标检测效果的关键因素之一，对阴影进行检测和消除已成为运动检测中的重要研究内容.针对阴影消除问题，本文采用直方图统计方法，将阴影特征引入到传统混合高斯模型中，基于统计特征建立阴影高斯模型;在模型基础上，提出一种新的前景阴影消除算法，将前景像素与阴影模型进行匹配，实现阴影的判定和消除.与同类算法的对比分析表明:本文算法对于不同场景下的阴影消除是准确且实时的，在阴影检测率和阴影区分度上均有显著提升.

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企业云存储数据的加密与密文全文检索研究

李文成，赵逢禹

2013, 34(2): 429-432.

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将密文规则的基于属性加密技术同Lucene全文索引技术相结合，提出适合云存储中密文数据全文检索的方法；针对云存储的特点改进了密文规则的基于属性加密技术.给出了设置在企业端的私有安全模型，并基于Lucene全文索引引擎以及改进的密文规则的基于属性加密方案开发设计了密文全文检索服务和数据加密与访问控制服务.在Eucalyptus云平台上实现了该安全模型的主要服务模块.该安全模型较好地解决了企业数据云存储的机密性与密文全文检索问题.

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