山东大学学报(理学版)杂志

山东大学学报(理学版)杂志2019年第1期

• 离子液体凝胶

  高娟,王晓琳,HOFFMANN Heinz,郝京诚

  离子液体凝胶是以离子液体为分散介质形成的凝胶，作为一种新型的混合材料，离子液体凝胶不仅保持了离子液体原有的性质，而且解决了离子液体外溢的问题，其在形状上较高的可塑性满足了人们对特殊材料的需求，同时拓展了离子液体的应用范围。离子液体凝胶的种类较多，大致可分为物理型和化学型两大类。离子凝胶的结构、特性和应用目前成为胶体与界面科学家研究热点内容之一，也是近年来软物质科学研究中的主要内容。通过综述近年来离子液体凝胶的构筑、凝胶结构和性能与应用研究取得的进展，为未来离子液体凝胶的构筑及应用提供了重要的理论指导。

• 球磨纳米碳酸钙去除水中铅离子的吸附机理

  封振宇,蒋贺纯

  通过球磨得到了纳米级CaCO3,研究了它去除水溶液中Pb2+的吸附机制。X射线粉末衍射(XRD)结果表明,吸附后样品中含有CaCO3和PbCO3;选区电子衍射(SEAD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)显微成像都证实,样品中有PbCO3纳米晶粒生成,同时也存在CaCO3表面的Pb2+吸附;从宏观上探讨了吸附过程的吸附等温线和吸附动力学。结果表明,纳米级CaCO3对Pb2+的吸附作用机制是溶解-沉淀并伴有表面吸附。

• 基于Gash修正模型的元宝槭林分结构对降雨分配的影响

  李亦然,张荣华,李泽东,牛勇,张永涛

  林冠截留是森林生态系统降雨分配的起始点,准确模拟林冠截留是探究森林水文过程的基础。为了研究林分结构中林分密度对林冠截留的影响规律及Gash修正模型的适应性,以北京市八达岭森林公园2种林分密度的元宝槭纯林为研究对象,对其林冠截留过程进行了模拟分析,并针对元宝槭林分结构特征探讨了Gash修正模型的适应性。研究结果表明:(1)2013年生长季内,元宝槭密林(3 665株/km2)穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量实测值分别为365.50、38.19、69.82 mm,模拟值分别为386.45、33.86、53.21 mm,相对误差分别为5.73%、4.33%和23.80%;元宝槭疏林(1 090株/km2)的穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量实测值分别为380.20、19.04、74.25 mm,模拟值分别为368.37、13.71、91.43 mm,相对误差分别为3.12%、27.99%和23.13%。疏林条件下,更多的降雨穿透林冠,进入了森林生态系统的下一水文效应层, Gash修正模型的模拟结果亦呈现基本一致的特征,模型对元宝槭林的模拟精度基本可以满足需要。(2)对Gash修正模型中的平均降雨强度(${\bar R}$)、树干茎流系数(Pt)、饱和林冠持水能力(S)、郁闭度(c)、饱和树干持水能力(St)、平均饱和林冠蒸发速率(${\bar E}$)共6个关键参数的进行敏感性分析,各参数对元宝槭密林林冠截留量模拟的影响程度大小依次为${\bar R}$ > S > ${\bar E}$ > St > c > Pt,对于元宝槭疏林的影响程度大小依次为S > ${\bar R}$ > ${\bar E}$ > c > St > Pt。通过分析可以得出,选择适宜的时间尺度计算平均降雨强度和饱和林冠持水能力,是提升Gash修正模型模拟精度的关键,适当疏伐可以为林分的生长提供更好的水分条件。

• 基于宏基因组测序技术分析连作对杨树人工林土壤微生物群落的影响

  张瑛,马雪松,敬如岩,马风云,郭建曜,王延平,王华田

  为了了解连作人工林土壤微生物群落的演变动态，以Ⅰ代和连作Ⅱ代杨树人工林为研究对象，提取土壤微生物基因组DNA并进行宏基因组测序分析，结合土壤酚酸含量测定，分析阐明连作杨树人工林土壤微生物群落演变动态及其与土壤酚酸类化感物质累积的相关性。结果表明：杨树人工林土壤中共检测到细菌域微生物类群8个门63属，其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌群，Ⅰ代和连作Ⅱ代林之间土壤微生物群落多样性和均匀性没有显著变化。连作Ⅱ代林土壤中9属微生物丰度显著升高(P < 0.05)，7属微生物丰度显著下降(P < 0.05)，连作对杨树人工林土壤微生物群落组成和丰度有显著影响(P < 0.05)；参与DNA修复与蛋白重组，次生代谢物的合成、转运与代谢等代谢功能的基因丰度显著下降(P < 0.05)。连作Ⅱ代林土壤酚酸总量显著升高(P < 0.05)，并与土壤微生物群落组成和丰度显著相关。

• 基于信息距离的信息系统等级保护评价方法

  杜瑶瑶,潘平,令狐金花

  信息系统安全策略配置是信息系统等级保护的重要措施和组成部分,目的是确保在相应的安全等级下的最优最小安全配置。以信息距离为理论基础,通过对信息系统资产安全策略配置的随机调查,建立基于信息距离的分布函数,定性度量出资产的置信区间,从而构建信息系统等级保护等级的评判方法。该方法具有计算简单、直观、可靠性高等特点,为等级保护评价提供一种新的理论依据与方法。

• 一种结合滑动窗口和推荐信任的用户行为信任评估

  毋泽南,田立勤,王志刚

  采纳社会对信任的特性和计算机对评估的要求,提出了一种新的用户行为信任评估方法。该方法对滑动窗口进行改进,通过对滑动窗口的初始化设置、窗口的大小设置、窗口滑动的条件设置以及窗口内容的更新,从而对用户行为证据进行合理的计算,提高用户行为评估的可扩展性;同时结合推荐信任机制,进一步提高用户行为评估的可信性;最后,将得出的用户行为信任值与系统预设的信任评估标准做比较,得出用户信任等级。实验数据分析表明,该评估方法具有粒度更细、评估对象是用户而非服务提供者、评估结果更符合实际情况等特性。

• 神经网络结构在功耗分析中的性能对比

  刘飚,路哲,黄雨薇,焦萌,李泉其,薛瑞

  为了探究不同的深度神经网络运用在功耗分析攻击中的性能差异,在DPA_Contest_V4数据集的基础上进行实验。破解循环掩码后,首先将深度神经网络与传统的SVM等机器学习算法模型进行对比,然后分析神经网络模型结构的变化对实验结果的影响,最后结合循环神经网络,将不同的网络模型进行综合比较。实验结果表明,在相同实验条件下,神经网络模型要优于传统的机器学习模型,循环神经网络模型要优于深度神经网络模型,其中,不同层数的神经网络采取的激活函数不同,会导致实验结果发生较大变化。

• 云存储中可验证完整性的可搜索加密协议

  姚克,杨海宁,秦静

  为了提高可搜索加密的实用性,构造了一个可以实现云存储数据完整性验证的可搜索加密系统,并利用多文件可恢复证明方法构造了一个安全协议,实现了云存储环境下多类型文件完整性验证的可搜索加密,最后给出了协议的安全性证明。相比于同类协议在可搜索加密的安全性与数据安全审计的效率方面有所提高和改善。

• 一种基于证书的短签名方案

  左黎明,陈兰兰,周庆

  结合基于证书的公钥密码体制和短签名两者优势,提出了一种基于证书的短签名方案。在随机预言机模型以及k-CAA问题和Inv-CDH问题困难假设下,证明了该方案的安全性,并与几种签名方案进行了理论上的效率对比分析。最后,利用PBC库实现签名方案并与几种典型方案进行了实际运行效率比较。结果表明,提出的方案与采用双线性对的基于证书的Liu方案和基于证书的短签名Li方案相比,平均耗时分别减少了约24.7%和17.5%,与无对的基于证书的Li方案和Zhou方案以及短签名Boneh方案平均耗时接近。

• 基于区块链的匿名密码货币支付协议

  张键红,白文乐,欧培荣

  借助Mixcoin模型和代理重签名算法的签名所有权的转化思想,提出了一种基于区块链的匿名密码货币支付系统模型。在支付阶段, 通过利用代理重签名技术把交易用户的签名转换为权威机构的签名,然后通过权威机构的信任背书提高交易的确认速度,从而缩短交易确认时间和阻止了用户的双重花费,提高了交易效率;基于Diffie-Hellman密钥协商思想,利用用户和商家能够产生相同的一次公钥地址作为收款地址,更好地实现了资金流向的匿名性,即实现了交易的隐私保护。最后通过与其它两种方案进行性能比较,所建议的方案综合性能具有较大优势。

• GF(3m)上Hessian曲线的三进制Montgomery算法

  刘双根,王蓉蓉,李圣雨

  为了提高Hessian曲线标量乘算法的效率,通过将标量k表示成三进制形式,并与原始Montgomery算法相结合,提出了GF(3m)上Hessian曲线标量乘算法,且底层上采用快速点加、倍点和3倍点操作公式。分析结果表明,新算法与不同坐标系下的原始Montgomery阶梯算法相比,效率平均提高20.5%;与基于Co-Z运算的标量乘算法相比,效率提高34.8%;与同一曲线上signed width-4 sliding windows算法相比,在JacIntersect坐标和标准射影坐标下提高的效率分别为2.03%和13.8%。在不同射影坐标下,新算法在Hessian曲线上比Weierstrass曲线上快33.3% ~ 48%。

• 基于失效规律感知的可靠动态级云资源调度算法

  齐平,王福成,王必晴,梁昌勇

  由于云系统资源的动态性、异构性和广域性等特征,云计算环境下运行的并行任务易受资源节点失效和通信链路故障的影响而无法完成。针对动态提供云资源可靠性较低,且在失效恢复机制作用下资源失效规律参数动态变化的问题,首先使用两参数威尔布(Weibull)分布对不同时段资源节点和通信链路失效规律的局部特征进行描述,再根据并行任务之间存在的各类交互关系分析,提出了一种基于变参数失效规则的资源可靠性评估模型。最后将该模型并入DLS算法得到可靠动态级调度算法CFR-DLS,从而在计算调度级别时充分考虑备选资源的可靠程度。仿真实验结果表明,当选择合适的失效恢复参数,提出的CFR-DLS算法能够在大幅提高云服务可靠性的同时,只增加少量的额外失效恢复开销。

• 具有时滞影响的SIRC传染病模型的Hopf分支分析

  李乐乐,贾建文

  讨论了一个具有时滞影响的关于流感A的SIRC传染病模型。首先求得基本再生数R0,研究了模型平衡点的存在性及稳定性;其次证明了时滞可以导致系统Hopf分支的产生;然后,利用中心流形定理和规范型理论讨论了分支方向和周期解的稳定性;最后给出了数值模拟。