专题：智能信息处理与安全

特邀策划人

李思照

哈尔滨工程大学副教授，硕士生导师，计算机科学与技术学院工业安全与智能计算中心副主任，CCF高级会员，中国人工智能学会青年工作委员会委员。近年来一直从事高性能并行计算、FPGA设计验证、人工智能等方面的教学科研工作。作为项目负责人承担多项省部级科研项目。在CCF A类期刊、B类会议以及相关SCI和国内核心期刊发表论文30余篇，现任《计算机与网络》编委、《无线电工程》《无线电通信技术》审稿专家，《IEEE Transactions on Computers》《IEEE Transactions on Reliability》、中国自动化大会等国内外重要期刊、会议审稿人。

内容导读

随着计算机和通信等技术的发展与进步，各个行业的数据高速增长，如何高效地处理海量数据以及保证其安全已经成为当今全球研究的热点。当前人们对信息处理技术的研究范围在不断拓展，信息处理的新方法、新理论层出不穷，这其中，人工智能技术的应用可以将不确定和不可靠的信息进行深入加工和处理，将它们转化为更加可靠、确定性更高的信息，使这些信息能够在更多的领域得到应用。与此同时，即使面对一些不精准的信息，也可以通过人工智能技术得到较为确定的结果，使已经获取的信息变得更加有效，从而有效提高信息的利用率。鉴于此，为建立高可靠复杂信息理论、算法和系统的处理方法和技术，《无线电工程》2022年第3期推出“智能信息处理与安全”专题。专题采用公开征稿方式组织稿件，在所有通过专家函评的稿件中，最终录用稿件5篇。专题内容涵盖了抗量子加密硬件平台、BP神经网络高可靠高精度电容测量方法和面向农作物智能信息技术以及高效安全通信方法研究。

论文《基于FPGA 的Streamlined NTRU Prime抗量子加密技术研究》针对诸如RSA、椭圆曲线等传统的公钥密码算法所依赖的底层数学模型能够被量子计算机所攻破、在后量子时代现有的公钥密码算法无法对信息进行有效加密等问题，对NIST第2轮Streamlined NTRU Prime算法的密钥产生和封装2个部分进行了研究，提出了一种基于FPGA的硬件实现方式，并在FPGA平台上进行验证，此方案能够在占用很少资源的前提下实现较高速的密钥产生和封装操作。论文《基于BP神经网络的高精度电容测量》针对工程应用中电容的测量过度依赖仪器设备，难以实现高精度实时测量的问题，提出了一种基于BP神经网络的高精度电容测量方法。利用由DSP，DDS，AGC，ADC及阻容分压等电路构成的数据获取模块采集50个标准电容两端的分压幅值，经过数据清洗与中值滤波去噪预处理后形成71个特征值，以此构建C-U数据集；建立3层隐藏层结构为16×32×16的BP神经网络模型，并进行训练和测试，获取电容预测模型，分析模型性能。论文《基于多尺度特征融合的柑橘病虫害图像识别方法》针对基于传统机器学习与简单神经网络的病虫害识别方法对于具有小样本、数据不均衡、特征演变(黄龙病不同病害阶段的特征差异较大)、特征不明显、多类别等特点的柑橘病虫害识别效果不理想的情况，设计了一种基于VGG19改进的VGG19-INC模型。该模型以VGG19网络模型为骨干网络并利用迁移学习实现预训练权重参数的共享；模型结构使用1个批标准化卷积层和2个Inception模块替换VGG19的第5卷积层；使用1个全局池化层替换VGG19模型的全连接层；使用一个1×4的Softmax层作为分类输出层。所提模型不仅保留了VGG19对图像特征的有效提取，还利用Inception模块增加了网络的深度与宽度，使模型获得了不同大小的感受野，实现了多尺度特征的融合；全局池化层对全连接层的替换，使参数减少率达到了70.56%，有效提高了模型的训练速度与平均测试速度，降低参数负载。由于在金融、医药和军事等领域中，深度学习算法会出现模型训练时样本数据分散不易集中以及隐私保护等问题。因此，数据隐私安全的研究非常重要。论文《基于联邦学习的隐私安全和高效通信模型》以金融领域命名实体识别为应用场景，提出了FedPBert模型，采取了横向联邦学习的方式对Bert模型进行了预训练和微调。为了提高模型的精度，该模型采取的对客户端网络全参数加密上传服务器的策略。同时，针对在进行联邦学习训练时客户端与服务器通信时，加密参数过大且通信效率过低的问题，首次设计了一种可以减少加密参数量同时减少通信量的Random Parameter Aggregation algorithm(RPA)算法，在取得与全参数加密方法相当性能的同时，能较大程度减少通信和加解密带来的算力开销。在5G NSA模式下，用户数据可在PDCP层分流后进行双链路传输，由于各链路特性不同且动态变化，接收端存在乱序现象，导致重传、接收缓冲区阻塞。论文《一种5G系统NSA模式下的PDCP分流技术》提出一种适用于双连接架构，可实现PDCP层数据聚合乱序程度最小、系统速率最大的分流方案。建立双连接触发机制，确定分流界限；基于链路传输能力和缓存队列确定分流比例，再通过时延补偿控制数据发送顺序。

专题面向智能信息处理与安全技术研究前沿，既有面向5G和农业等与人们生活息息相关的典型应用研究，也有抗量子攻击、高精度电容测量等新应用领域的探索。尽管专题在部署方面尽量聚焦智能信息处理与安全前沿研究，但鉴于该技术的快速发展，新理论、新应用层出不穷，加之策划人水平有限，专题内容部署方面仍存在诸多不足，望业内专家学者批评指正。专题出版得到了哈尔滨工程大学王鹏、重庆大学刘湘鹏、广西大学黄平、火箭军装备部黄国鹏、重庆市信息通信咨询设计院齐勇等研究人员的大力支持，在此衷心地感谢各位提供的优质稿件。在专题出版之际，特此感谢参与稿件评审的各位专家学者，感谢他们对稿件的审阅和提出的宝贵意见、建议。最后，感谢《无线电工程》编辑部各位老师的大力支持。希望本专题可以在智能数据处理及安全领域起到抛砖引玉的作用。