Linux内核技术分析及升级

针对Linux操作系统强大、稳定的功能,分析了其内核的诸多技术特性,并介绍了Linux内核升级的方法、步骤和注意事项.     

基于OSEK/VDX标准的操作系统设计与实现

OSEK/VDX OS规范是一种广泛应用于汽车电子系统的OS设计规范,但该标准仅包含了功能描述和相关接口要求,并未涉及具体实现。据此提出了一种满足OSEK/VDX OS标准的实验性操作系统xOSEK,并在X86体系结构下进行了设计和实现。对其功能和性能进行了评估和简单测试,经检验基本符合规范和嵌入式实时系统的要求。     

uClinux的XIP执行方式研究

uClinux是主流Linux的一个变种,它运行于无MMU(内存管理单元)的处理器架构之上.分析了uClinux内核的组成并对实现uClinux的XIP(Execute-In-Place)运行的关键技术进行了深入研究,改进了代码重定位问题的算法,进而实现uClinux在基于ARM平台上的移植和XIP运行.这样内核代码段和应用程序可以直接从Flash或ROM中运行,减少内存需求.     

嵌入式虚拟机管理器内存虚拟化方法研究

嵌入式虚拟机管理器需对3类硬件资源进行虚拟化才能支持客户OS的正常运行,而且支持虚拟内存的客户OS需对MMU页表进行虚拟化;以NXP公司的PowerPC架构处理器为例介绍了MMU概况、管理方法,并提出MMU虚拟化的需求;研究了XEN、ViMo、KVM/ARM、NOVA、MobiVMM 5个典型虚拟机管理器软件中所采用的主流内存虚拟化方案,并给出了基于软件影子页表、基于硬件支持特性、软硬件结合等3种对MMU页表进行虚拟化的解决方案.     

嵌入式Linux在专用通信设备中的移植方法研究

随着计算机和微电子技术的飞速发展,嵌入式系统作为计算机应用的一个重要领域,已深入到社会的各个方面。本文重点研究的是嵌入式Linux在卫星测控数据通信设备中移植应用。首先介绍了嵌入式Linux的基本概念并对嵌入式Linux的移植进行了分析,阐述了S3C2410处理器的HDLC通信板的硬件构建,并论述了如何搭建交叉编译环境,最后详细研究了U-Boot的架构和功能以及Linux内核的移植方法。     

嵌入式微核虚拟机管理器存储管理架构设计

对微内核架构、嵌入式虚拟化技术、嵌入式多核处理器支持技术进行简介,对工业界和学术界形成的嵌入式微内核虚拟机管理器产品进行相应调研,提出一种基于微内核架构多核虚拟机管理器的存储管理架构设计模式,把存储管理分为内核态MMU管理和用户态内存分配器两部分实现.MMU管理负责完成MMU初始化、TLB无效和增加/删除映射等功能;内存分配器负责实现memcache分配器、字节分配器和页分配器3种内存管理机制.     

基于网络信息安全内容审计系统及相关技术研究

伴随着国家信息化不断推进和计算机网络飞速发展,网络信息安全内容审计(CASNI)成为了网络信息安全中不可或缺的重要组成部分.网络信息安全内容审计从网络关键点收集数据包,对其传送的内容进行审计分析,达到网络信息内容可控.本文描述了一种在高速网络环境下分布式、可扩展的高性能网络审计体系结构,分析了Linux(操作系统)捕获数据包的瓶颈,重点论述了使用NAPI (New Application Program Interface)技术和内存映射技术提高数据包捕获,解决审计系统中数据流高速处理的问题.     

浅析GPS信号干扰对飞机运行的影响

现代飞机GPS系统的作用越来越重要,同时GPS信号干扰的相关报告也越来越多,GPS信号干扰严重影响飞机运行和航空安全.本文通过实例剖析了GPS信号干扰产生的原因、对其他功能的影响及相关的驾驶舱效应,并提出建议处置措施,以帮助相关人员及时识别和排除干扰信息,提高排故效率、缩短排故时间,保障飞行安全.     

带制退器复杂流场并行算法研究

基于集群系统(CLUSTER),在Linux和MPI并行环境下,研究了带制退器的复杂膛口流场三维数值模拟并行算法。计算网格是三维多区结构化网格,数值格式采用Jameson格式及LU隐式分解方法。针对流场的复杂拓扑结构,建立分区信息文件记录各分区的相关信息,并提出了通过合并相邻网格分区的方法均衡各个进程的负载,提高程序的并行效率。在处理需要通讯的信息时,设计了自定义数据类型和"设置中间参数"相结合的方法,并通过动态分配内存减少了程序对计算机系统资源的占用。数值实验表明,本文设计的算法可以适应拓扑结构较复杂的流场,并能取得理想的并行效率,将有助于制退器性能的研究。     

容错实时系统的内存管理优化方案及实现

探讨如何把抢占门限应用于具有优先级提升和内存受限的实时系统,并进一步研究了互不抢占组内,linux平台上基于增量检测点的内存备份/恢复的方法及原型系统的实现.原型系统采用了可扩展的链接方式作为检测点文件格式,使得数据更加紧凑有序;在内存的备份操作上,提出了"影子脏位"算法来识别两检测点之间有无被改变的部分.原型实验验证了所提出方法的有效性.     

Linux 2．6内存保护机制研究

基于Intel i386平台处理器和Linux 2.6内核源代码,从硬件内存保护和虚拟内存保护两个方面分析了最新的Linux内存保护机制,其中硬件内存保护机制包括段式映射阶段的访问控制、页式映射阶段的访问控制以及最新内存保护NX(No eXecute)技术,虚拟内存保护机制包括虚拟区间保护、虚拟区间加锁和Hole技术.最后进一步讨论了增强Linux内存保护的方案.     

An attack-immune trusted architecture for supervisory aircraft hardware

With the wide application of electronic hardware in aircraft such as air-to-ground communication, satellite communication, positioning system and so on, aircraft hardware is facing great secure pressure. Focusing on the secure problem of aircraft hardware, this paper proposes a supervisory control architecture based on secure System-on-a-Chip (SoC) system. The proposed architecture is attack-immune and trustworthy, which can support trusted escrow application and Dynamic Integrity Measurement (DIM) without interference. This architecture is characterized by a Trusted Monitoring System (TMS) hardware isolated from the Main Processor System (MPS), a secure access channel from TMS to the running memory of the MPS, and the channel is unidirectional. Based on this architecture, the DIM program running on TMS is used to measure and call the Lightweight Measurement Agent (LMA) program running on MPS. By this method, the Operating System (OS) kernel, key software and data of the MPS can be dynamically measured without disturbance, which makes it difficult for adversaries to attack through software. Besides, this architecture has been fully verified on FPGA prototype system. Compared with the existing systems, our architecture achieves higher security and is more efficient on DIM, which can fully supervise the running of application and aircraft hardware OS.     

航空数据存储卡毁钥能力评价方法研究

为满足复杂战场态势下机载数据的安全性需求，需要建立对航空数据存储卡毁钥能力有效评价的方法。 建立航空数据存储卡毁钥能力有效性评价的目的是保证航空装备信息安全的重要措施，是科学、准确评价毁钥 设计是否满足需求的重要手段，是航空装备定型列装前必要的信息安全测评过程。通过对航空数据存储卡的典 型结构和硬件毁钥原理进行分析，对毁钥后电学、物理和化学等技术手段进行深入的研究，提出一种针对航空 数据存储卡毁钥能力的评价方法，从数据存储卡读取能力和存储介质损毁状态两个过程对毁钥效果开展评价， 从而规范了当前测评机构对数据存储卡毁钥能力评价过程中无统一方法的现状。本文利用该评价方法对某样品 航空数据存储卡经硬件毁钥试验后开展毁钥效果分析，验证方法的有效性。航空数据存储卡毁钥能力评价方法 可以很好的评估毁钥设计的效果，确保机载数据的安全。     

MILS机载安全操作系统设计

针对构建MILS安全嵌入式操作系统需求,提出一种基于微内核的安全机制。通过微内核的安全监控机制和时空隔离结构,为系统提供安全性和可靠性的基础支撑,避免操作系统中访问控制机制被篡改、绕过,采用任务间时空隔离和消息传递机制使得各个安全关键任务独立运行,通过受控的消息机制进行交互,有效保证了各个模块的独立安全性。采用微内核架构能够进一步形式化验证,从而在安全的系统结构的下提高任务的安全性和可靠性。     

Secure Flow: a totally integrated transportation security system

Secure Flow is a holistic, integrated methodology that addresses all security vectors (paths that a terrorist may take to enter a threat object into the transportation system), allowing people, baggage, and cargo to move via various transportation systems in a secure fashion, while maintaining an "ease of access" to these diverse systems through innovative technology, procedures, and training. Secure Flow is a totally integrated transportation security system. It is a strategic program with multiple integration projects each being a vector such as: checked baggage, checkpoint, cargo/mail, airport, aircraft, port terminal, and cruise ships. Secure Flow identifies requirements for the establishment of protocols, standards, communications, and development of technologies to link deployable security equipment into a totally integrated transportation security system. The objective of Secure Flow is to secure the flow of passengers, baggage, and cargo from origin to destination to meet the operationally viable needs of the future seamless US Transportation System for the traveling public.     

基于自动核构造高斯过程的导弹气动性能预测

在导弹的初期设计阶段,通常需要对导弹的气动性能进行快速粗略评估。针对传统工程估算软件计算精度低和CFD方法计算代价大的缺陷,提出一种基于高斯过程回归（GPR）代理模型快速预测典型导弹气动性能的方案。以导弹外形参数和攻角作为模型输入,升力系数、阻力系数和力矩系数作为模型输出,对GPR模型的气动性能预测结果进行分析。首先,与其他常用代理模型的预测精度对比,GPR模型对3种系数的预测误差分别仅为0.24%、0.36%和0.36%,高于其他代理模型的预测精度。其次,考虑GPR模型核函数选择严重依赖人工先验知识的问题,采用了一种自动核构造算法,无需先验知识即可从数据中自动学习核函数。将该算法嵌入GPR框架中,与传统GPR模型比较,实验结果表明：基于该算法的GPR模型对3种系数的预测误差分别降低到0.10%、0.22%和0.17%。最后,给出导弹气动性能快速预测的应用实例,结果表明所提出的GPR模型的导弹气动性能预测方案是有效的,能够满足设计初期快速且精确的气动性能预测需求。     

用于量子保密通信系统的偏振控制算法研究

量子保密通信是近年来逐渐发展成熟的一种新型保密通信机制,其安全性建立在量子力学基本原理上,被证明具有信息论条件下的绝对安全性。偏振编码光纤量子保密通信系统使用光子的偏振态进行信息编码。当环境变化时,光纤传输特性的改变将导致光子偏振态变化。因此,光子偏振态的补偿控制是光纤量子保密通信系统的一项关键技术,能否快速、准确的对偏振态进行补偿将直接影响系统的通信性能。本文提出一种基于光纤偏振控制器和扫描控制算法的偏振补偿方案。该方案通过控制光纤偏振控制器的电压大小,将量子误码率最小化,实现偏振光的补偿控制,满足量子通信系统自动控制的要求。     

一种新的在线/离线门限签名方案

基于门限签名算法和变色龙哈希函数,提出了一种新的在线/离线门限签名方案,其安全性完全基于离散对数假设。该方案能容忍tn/3个恶意会员,并在标准模型中证明该方案是安全的。     

基于双线性函数的门限签名方案

门限签名是现代电子商务一种重要的数字签名。利用基于椭圆曲线上的双线性对函数,减少了计算量;利用Shamir秘密共享技术共享一个用户的私钥,而不是共享密钥生成中心的主密钥,提高方案的安全性。利用Gennaro可模拟的思想,证明了提出的方案具有健壮性和不可伪造性,因此是安全的。与传统的方案相比,新方案具有更高的计算效率。     

基于身份的空间网络安全研究

空间网络安全的研究是天地一体化网络研究的重要组成部分,日益受到研究人员的重视。本文根据空间网络面临的安全威胁,分析需要采用的安全机制,构建了空间网络的安全体系结构。深入分析基于身份的密码体制（IBC）,在空间网络中应用IBC提供安全服务框架,以此为基础,提出了一种密钥交换协议,并详细描述了安全通信的建立过程。分析表明,同传统的基于公钥基础设施（PKI）体制的安全解决方案相比,IBC具有较低的存储、通信和计算开销,是适合空间网络的有效安全方案。