摘要：大数据电商时代,数据交易可使彼此孤立的数据资源得到协同共享与价值利用,营销标签作为电商业务中数据交易的主要形式,拥有巨大的潜在价值.然而传统数据交易市场面临3个主要问题:1)中心化平台信息不透明导致信任危机和恶意竞价排名;2)缺乏合理的激励机制来打破数据孤岛导致数据不流通和共享困难;3)数据安全威胁导致隐私泄露和数据倒卖盗卖等问题.为解决这些问题,设计了一种面向电商联盟的区块链营销标签交易机制DSTS(decentralized data security transaction system),以去中心化为基础设计上层共识激励机制,结合可信执行环境完成系统各项数据交易和计算业务,从而实现了一个安全完备的数据交易生态.通过真实性验证机制确保营销标签有效性,设计共识激励机制使用户积极共享数据,利用智能合约对角色行为按照系统设计规范进行有效约束;随后通过SGX(software guard extensions)远程认证实现密钥传输和数据安全存储,实现了智能合约安全调用来保障用户隐私和数据安全;最后,通过可信计算机制和系统设计思想,实现了数据交易结果的可靠交付.为验证系统的安全性和实用性,采用某电商公司提供的35万条真实数据进行性能测试,测试结果表明系统能够同时保证安全和性能需求,其额外开销主要来自远程认证模块且在可接受范围内.

摘要：虚拟计算环境的开放性、复杂性和动态性向入侵容忍提出了新的挑战,提出VFRS方法以解决虚拟计算环境中数据对入侵的容忍问题.设计SCSFA算法分析虚拟计算环境的系统调用行为序列,以识别虚拟计算环境下的入侵企图,预测敏感数据的高危区域;其次,将要保护的数据划分成若干片数据,并以容忍虚拟计算环境随机错误为目标对每个片数据冗余备份;然后将冗余片数据分散到不同虚拟机上.VFRS方法能有效预测虚拟计算环境下的异常入侵,并能较好地容忍虚拟计算环境下的复杂性错误.对VFRS方法实现的关键问题进行了详细的讨论和分析.

摘要：针对仿真运行支撑环境的网格化问题进行了研究.摒弃单一运行时支撑环境(RTI)网格化研究模式,从多个RTI入手,研究RTI服务资源在广域网上的共享、协作与调度等问题;将多个RTI服务资源统一管理,形成RTI服务联邦,利用心跳机制保证每个RTI服务的有效性,同时设计专门的调度方式保证RTI服务负载能力.开发了一种基于网格联合仿真平台,理论分析和实际测试表明,本平台解决了单一RTI瓶颈问题,实现了RTI资源在广域网上共享,为进行大规模、多联邦复杂仿真系统提供了良好支持.

摘要：随着大数据应用的涌现,计算机系统需要更大容量的内存以满足大数据处理的高时效性需求.新型非易失性存储器(non-volatile memory,NVM)结合传统动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)组成的混合内存系统具有内存容量大、功耗低的优势,因而得到了广泛关注.大数据应用同时也面临着旁路转换缓冲器(translation lookaside buffer,TLB)缺失率过高的性能瓶颈.大页可以有效降低TLB缺失率,然而,在混合内存中支持大页面临着大页迁移开销过大的问题.因此,设计了一种支持大页和大容量缓存的层次化混合内存系统:DRAM和NVM分别使用4KB和2MB粒度的页面分别进行管理,同时在DRAM和NVM之间实现直接映射.设计了基于访存频率的DRAM缓存数据过滤机制,减轻了带宽压力.提出了基于内存实时信息的动态热度阈值调整策略,灵活适应应用访存特征的变化.实验显示:与使用大页的全NVM内存系统和缓存热页(caching hot page,CHOP)系统相比平均有69.9%和15.2%的性能提升,而与使用大页的全DRAM内存系统相比平均只有8.8%的性能差距.

摘要：本文在总结国内外教学改革趋势的基础上,结合华中科技大学计算机科学与技术学院教学改革的实践,就我国计算机专业本科教学改革提出如下建议:要具有全球化的视野,借鉴CS2013等国内外改革经验,依托高校不同的学科背景和学科优势,明确培养目标,以系统观精炼课程体系,从沉淀学科理论基础的角度改革课程内容,着力培养学生的实践动手能力,强调养成学生良好的学科思维直觉和专业技术素养,以应对未来的发展变革,培养具有国际竞争力的新型计算机学科人才。

摘要：在分布式内存系统中,缓存是减少远端内存访问开销的一种有效手段.然而,单一的缓存一致性保证机制往往不能高效适配不同类型负载的访存特性.为此,面向分布式异构内存池系统,设计了基于目录和基于广播相结合的混合缓存一致性保证机制.利用四象限矩阵分析方法,对每个数据对象进行访存模式的判定分析,并为其配置最高效的缓存一致性保证策略,并且可以根据对象访存特征的变化在2种策略之间动态切换.实验结果表明,相比使用单一的缓存一致性保证机制,采用可动态配置的混合缓存一致性保证机制可提升分布式异构内存池系统的读和写,性能平均达32.31%和31.20%.此外,混合的缓存一致性保证机制在客户端数量不断增加时仍然表现出良好的可扩展性.

摘要：基于有向无环图(DAG)的图式区块链能够显著提升系统性能,已成为近年来业界的研究热点。相较于传统串行化的链式区块链,图式区块链可在单位时间内并发处理大量事务从而提升吞吐量。随着事务量的激增,图式区块链面临事务执行效率低的瓶颈问题,即海量事务执行对状态数据访问的需求大幅增加,导致高昂的输入/输出(I/O)开销。实现低I/O访问主要包括两方面的全新挑战:一方面,图式区块链若直接采用传统的事务预取机制,将因执行逻辑不一致引入大量的陈旧读;另一方面,针对不同账户的状态访问会在默克尔树的高层节点中造成重复的I/O开销。为此,本文设计基于流水线的图式区块链高效事务执行机制—ErlangShen,包括Epoch粒度的状态预取机制和默克尔高层路径缓存机制来分别减少陈旧读的数量和重复的I/O开销。具体而言,ErlangShen充分分析并利用了事务访问频次的冷热特征,将访问热事务的逻辑执行与冷事务的状态预取并行化,以避免状态预取对事务执行的影响。此外,为了进一步提升事务执行的吞吐量,根据访问冷热状态事务的特性设计了定制化的并发控制方法。实验结果表明,ErlangShen机制能够减少约90%的陈旧读数量,与最新图式区块链事务处理机制Nezha相比,可将性能提升3~4倍。

摘要：图式区块链采用有向无环图(directed acyclic graph,DAG)的并行拓扑结构,相较于基于串行拓扑结构的传统链式区块链,能够显著提升系统性能,已受到业界广泛关注.然而,现有图式区块链的共识协议与存储模型高度耦合,缺乏灵活性,难以适应多元化应用需求.同时,大部分图式区块链在共识协议层面上缺乏灵活性,局限于概率性共识协议,难以兼顾确认延迟和安全性,尤其对于延迟敏感型应用很不友好.为此,提出弹性图式区块链系统ElasticDAG,其核心思想是将存储模型和共识协议进行解耦,让两者并行、独立地运行,从而灵活适配多元化应用.针对提升系统吞吐量和活性的需求,为存储模型设计自适应区块确认策略和基于划分的确认区块排序算法;针对降低交易确认延迟的需求,设计低延迟DAG区块链混合共识协议.实验结果表明,ElasticDAG原型系统在广域网下的吞吐量高达11 Mb/s,并具有10秒级确认性能.与OHIE相比,Elastic DAG在实现同等吞吐量的情况下,可将确认延迟降低17倍;与Haootia相比,Elastic DAG在实现同等共识延迟的情况下,可将安全性从91.04%提升到99.999914%.

摘要：在过去十数年,来自网络与社交网络的图信息量在急剧增长,这种本质上动态变化的图对存储、分析与处理的实时性需求越来越高.新兴的非易失性内存(Non-Volatile Memory,NVM)技术具有高密度、高可扩展性和接近零待机功耗的优点,同时由于字节寻址等特性被认为是替代DRAM的潜在候选者,它们可以满足动态图信息快速增长的存储与处理要求.然而,由于NVM的硬件限制和数据一致性要求,传统动态图数据结构在NVM环境下效率低下.为了解决NVM环境下动态图数据结构存在的读写不对称和耐久性低等问题,本文设计与实现了层级合并排序数组(Level Merge Sorted Array,LMSA),它是一种支持在对数时间内同时完成读与写操作的动态图数据结构,它使用层级数组存储动态图中边信息来提升查询速度与减少因动态图数据结构性质维护而产生的写次数.为了低开销地保证数据一致性,LMSA利用无日志记录一致性方案进行插入、删除和更新等操作.在配置了英特尔傲腾持久内存DCPMM(Intel Optane DC Persistent Memory Module)机器上的实验结果表明,与最新的动态图数据结构Stinger和GraphTinker相比,LMSA插入操作吞吐量是Stinger的4.3~12.6倍,是GraphTinker的1.4~4.35倍,其删除操作吞吐量是Stinger的5.7~20.1倍,是GraphTinker的1.4~4.58倍.

摘要：针对移动边缘计算下查询的效率和安全问题,本文开展了面向位置信息的移动边缘计算安全skyline查询的研究.首先,提出了移动边缘计算场景下的安全skyline查询框架;其次,针对边缘服务器资源受限的特性,设计了新颖且统一的轻量级安全索引结构;然后,考虑云边协同中的隐私问题,提出了基于移动边缘计算的安全skyline查询协议.安全性分析表明该协议在半诚实模型下是安全的.同时,实验评估发现其比现有协议具有更高的查询效率.