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网络环境下的考试系统是一种特殊的远程信息采集与管理系统。远程教育和网络学院已经成为我国教育体系中的重要组成部分之一。因此以网络为基础的考试技术和理论的研究成为网络教育发展的重要任务。由于计算机化考试的研究没有跟上网络教育发展的步伐,作为教育评价的重要环节的网上考试也成为当前制约网络教育发展的主要因素。由于远程考试要求信息在公共信息网络中能够迅速准确和时时的有效传播,所以实现基于internet的考试信息管理关键在于信息传送的迅速正确和安全可靠。
与局域网为基础的考试相比,基于网络的计算机化考试的最大差别是信息传递的远程性。因此除了将一般计算机化考试技术移植到网络化考试以外,主要就是要解决信息传递的安全性和及时性等问题。具体分析了现行远程计算机化考试的不足及其在网络环境中的特点,针对网络环境的开放性进行一定的理论研究,提出了信息安全算法和指纹图像处理算法设计思路。本项研究是要解决网络环境下计算机考试系统的数据安全,身份识别,考试资源优化和题库管理等方面的问题:
1、网络环境下的安全性算法的研究。现有的异常入侵检测系统使用神经网络、模式预测、机器学习、统计分析等方法,但是现有系统对用户行为特征提取,有时不能反映用户的使用的实际情况,而且存在误报警和漏报警现象。因此提出了基于相似度聚类分析方法的异常入侵检测模型。设计了可以在网络环境中使用的混沌加密安全算法。混沌加密在安全和速度两方面都可以满足网络化考试要求。在系统阐述算法的结构和特点的基础上,比较了混沌加密算法的效率,分析了混沌加密的安全性。在使用Java实现信息的混沌加密的具体实现细节中还做了一些必要的技术处理。混沌加密效果和速度都是令人满意的。
相似度聚类分析方法是数据挖掘的方法之一,在入侵检测系统中使用数据挖掘技术来建立异常入侵检测模型。首先介绍了对用户行为进行收集的方法,然后在此基础上使用相似度聚类方法分析用户行为,最后时时地通过归类分析方法对用户行为加以判断。详细地讨论了基于相似度聚类分析的用户轮廓建立的算法和基于相似度聚类分析方法的异常检测算法,并提出了对该算法的初步改进。异常入侵检测模型是由数据收集器、分析器、报警器和用户轮廓组成的。
2、计算机身份特征的表述与实现的研究。身份识别是远程信息传递的重要基础工作之一。它也是关系到系统安全的关键技术之一。身份识别技术已经成为信息安全领域中的主要研究课题。从密码识别到生物识别技术的发展为身份识别技术的应用提供了更广阔的天地。目前身份识别的错误不论是拒识和漏识,都是身份识别的精确性不够的问题。以指纹特征为基础的身份识别算法是远程身份识别的重要方法之一,由于指纹图像具有很强的模糊性,所以为了准确提取指纹的特征,必须对所采集的图像进行必要的处理。这里利用自适应算法和自动控制技术研究了保持指纹特征的图像处理算法。实验结果表明这种方法具有较好的鲁棒性。
身份识别方面设计了混沌加密算法。混沌加密算法以非线性动力学中的混沌现象为理论基础,借助混沌现象中的初值敏感性和迭代不重复性两大特点并将其应用于密码学中生成序列密码。混沌加密算法加密速度快,加密效果也很好,它适用于各种类型媒体信息的加/解密算法。这里给出了对声音、图像、文本文件或字符串等信息进行混沌加密的加密结果,通过具体的实验效果验证混沌加密算法的可行性和有效性。提出基于混沌理论的用户身份“指纹”认证算法构造及安全性分析,构造身份认证双方的混沌同步控制器。把演化、发展的混沌序列作为用户的身份“指纹”,基于混沌对初始条件的敏感依赖性,可以使每个用户的身份“指纹”是唯一的,使其他人无法伪造,并且实现身份“指纹”的无约定的动态变化,以增加安全性。
3、多目标优化模型的构建和NIT网络化考试系统研究。提出一种基于模糊集—目标满意度的偏爱解的选择方法,并开发了一个基于遗传算法的模型求解算法和一种考生不便利性的定量化描述方法,建立了一个多目标的线性0-1整数规划的考场选择优化模型。通过对大量源于实际的算例进行计算取得了满意的结果。所设计的NIT(全国计算机应用技术证书考试)网络化考试系统于2002年4月通过了教育部考试中心组织的专家组鉴定,并在全国考试中推广应用。