成果简介：由于Oracle 数据库本身安全性的不足，攻击者可能通过非正常 途径来访问数据库，甚至实施缓冲区溢出或 SQL 注入来攻击数据库，从而 造成敏感信息的泄漏，危害数据安全以及系统的安全。为保障数据库以及系 统的安全，在应用系统和 Oracle数据库之间增加一个透明数据库安全加固 系统，所有操作必须通过该系统才能到达数据库，达到加固数据库安全的目的。系统提供强大的在线审计功能，完善数据库安全的防护能力。

针对云数据库面临的安全威胁与挑战，在国家 863 计划、973 计划等重大项目支撑下，研发了自主可控的“秦盾”云加密数据库系统，提出了云数据库加密参考结构，设计了自适应可定制的数据库列分级加密方法，在保证系统执行效率的前提下，解决数据库系统面临的信息安全问题。 截止目前，“秦盾”云加密数据库系统已经历三次大版本更新，成功上线建设银行公有云平台，服务于数百家企业客户。 主要技术指标 “秦盾”云加密数据库系统所提出的云数据库加密参考结构具有可扩展性和兼容性，可以兼容多种数据存储系统。所研发的系统具有自适应，能够根据应用需求，实现安全策略的自适应调整；具有高效性，支持大规模的并发操作，百万条记录的数据库执行增、删、改、查等操作时间为毫秒级；系统容易部署，对应用和用户透明。 相关成果 “秦盾”云加密数据库系统有两种部署模式：软件部署和硬件一体化部署。软件部署模式可以基于用户目前拥有的硬件设备 ( 工作站、服务器、云虚拟机等 ) 进行软件部署，加密方式采用软件算法加密；硬件一体化部署则基于团队研发的硬件加密一体机进行部署，用户只需要将上层应用接入硬件加密一体机，即可实现云端数据的加密保护，加密算法采用硬件加密卡进行高效加密。

团队介绍： “链固”数据库系统团队依托西安电子科技大学网络与信息安全学院，学院为中央网络安全与信息化领导小组成立之后全国第一个独立运行的网络与信息安全学院，2017 年以总成绩排名第一的成绩获得了由中央网信办和教育部联合评选的“国家一流网络安全学院建设项目示范高校”称号，2021 年获评国家网络安全先进集体。学院同时建有大数据安全教育部工程研究中心、陕西省网络与系统安全重点实验室等重要的科研平台。 项目概况 （一）项目背景 随着云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术快速发展，数据呈现爆炸式增长，数据资源成为了关键生产要素，是数字经济发展的 “新能源”。数据中心建设已成为大势所趋，世界主要国家和企业纷纷开启数字化转型之路。 数据安全关系国家安全。数据库系统作为数据存储、管理、加工的基础和支撑软件，其安全性与高效性对发展数据中心等新型基础假设，探索以数据为关键要素的新增长方式具有重大意义，是数字经济国家战略的重要支撑。然而，当前数据库存在的数据难以确权，储存单点失效，数据难以共享，数据容易造假，难以操作溯源，数据易篡改等问题。项目组采用 “区块链+传统数据库”双层架构作为突破口，设计开发的自主知识产权的 “链固”区块链数据库系统，抢先进入该领域，相关技术填补了该领域的空白，符合国家的战略需求，在政务、公安、机要、金融、医疗等领域应用前景。 （二）项目简介 “链固”区块链数据库系统，采用基于分布式对等网络的“区块链+传统数据库”的双层架构、基于 Raft 和可验证随机函数的安全高效共识协议、基于共识机制的节点间数据互检以及基于滑动窗口的区块数据保存机制，实现了兼顾安全和效率的区块链数据库系统，提供了可信的数据服务，支撑数据进入资本市场，赋能数字经济。系统实现上核心算法全部做到自主可控，密码学相关算法全面采用国密算法，支持国产CPU FT-2000 系列在内的多款 CPU，支持国产操作系统银河麒麟、中标麒麟在内的多款操作系统。项目已成功应用于中电福富审计系统和中国航天科技集团第九研究院 771所的“云脑”项目。 （三）关键技术 本项目围绕区块链和数据库安全和效率进行研究，突破了如下四项关键技术： 1.设计了基于分布式对等网络的双层数据库系统结构，解决了传统数据系统存在单点失效的问题，建立了基于B+树高效的索引结构，突破了传统区块链架构查询性能低下的瓶颈。 2.提出了基于Raft和可验证随机函数的安全高效共识协议，实现了不完全可信环境下分布式数据库系统记账节点的高效安全选取，满足了海量数据高并发业务对数据高效安全同步的需求。 3.提出了基于共识机制的高效数据自检和互检协议，通过双层数据库架构中顶层和底层的相互联动，实现了数据周期性的防篡改检查和错误修复，满足了企业对敏感数据可信存储的需求。 4.提出了模块化可配置的系统架构，实现了系统功能的可定制和可扩展，满足不同业务场景差异性的安全需求，降低了企业在实际部署过程中的成本。

为了生态环境安全，满足某些区域特殊环境核辐射的监测需要，沈阳理工大学与沈阳某研究所联合开发了核辐射综合检测信息处理系统。该成果利用3G无线网络实现区域环境核辐射的实时监测，实现测量数据和信息无线网络传输与处理，对核辐射参数及相应的环境参数进行实时、综合测量。该系统可以用于涉核区域环境核辐射剂量的无线远程监测，能够将实时数据和辐射剂量的分布情况形象地显示在上位机图形界面上，具有数据无线传输与控制、数据存储、历史数据查询、节点的远程控制等多种功能。该项目已经于2012年底通过部级鉴定并申报科技进步奖。

高速列车的安全运营关系到旅客生命财产安全，高速列车运营环境监控是铁路安全 运营的重要保障。开展基于无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)的高速列 车运营环境监测理论技术研究具有重要的理论意义及实用价值。 高速列车 WSN 亟需解决的问题： ➢ 接触网和车载设备对 WSN 的强电磁干扰问题 ➢ 高速列车运行时，对 WSN 质量的影响 ➢ 大规模传感器节点动态负载均衡和实时路由控制问题 ➢ 计算资源有限条件下，低信噪比监测数据的处理、融合问题

技术简介 智海浅海生态环境监测系统可应用于海水养殖场、海洋牧场和海洋保护区等近海区域的海洋环境与海洋生态系统的监测。监测系统由无人潜航器、无线传感浮标和无人船搭载的各种传感器及配套的监测软件组成，可用于监测海水温度、PH值、溶解氧、浊度、盐度、氨氮含量等环境参数，也可利用无人潜航器上搭载的摄像机、水听器和鱼探雷达监测生态系统状况，采集水下视频与水声信息。 创新点及性能指标 1.智海无人潜航器专为浅海、河流和湖泊的生态与环境监测而设计，根据应用场景配备深度、温度、PH值、溶解氧、浊度、盐度与氨氮含量等传感器。搭载前后两个低照度摄像机、照明设备、水声通信系统与避障传感器，嵌入了本公司设计的柔性障碍物识别算法，可根据任务设置与海图匹配自主巡航。智海无人潜航器的最大下潜深度为100米、单次最大续航里程为9.8哩，最大潜航速度8节。 2. 海水水质自动监测浮标搭载常见的水质传感器、通信终端和北斗定位终端，并结合了现代化的数据采集处理技术、数据通信技术、浮标设计及制造技术，是实现环境水质监测自动化、网络化、在线监测的有效技术手段。 3. 锚缆供电浮标： （1）数据采集、存储与传输：具有极强的兼容性和扩展性，内存容量大，断电时数据不丢失，并具备数据补发功能； （2）自供电浮标：太阳能板与蓄电池联合供电，实现阴雨天，整体系统仍能正常工作；锚缆供电浮标：由区域供电中心通过锚缆供电； （3）浮标固定：根据不同的水下情况选择不同的锚缆和抛锚形式，锚缆能够耐受礁石磨损和恶劣情况的牵引拉拽，防止浮标漂移丢失。

成果与项目的背景及主要用途： 大型工程活动的安全关系着人类生命安全和社会经济活动，桥梁、隧道、建 筑物的结构失稳、崩塌、火灾等事故应做到及早预测与警报。光纤传感系统作为 智能结构的神经网络，可为人们获知结构内部工作状态信息提供有力工具，用来 测量混凝土结构变形及内部应力，检测大型结构、桥梁健康状况等。天津大学科技成果选编 技术创新： 光纤传感器：新型的光纤温度、应变传感器具有高灵敏性、高精度以及体积 小的特点，便于做分布式安装，达到多点化、实时化的精准测量。 光纤解调系统：研发了一系列新型的光纤光栅温度、应变传感在线监测仪。 基于 DSP 技术，可实现波长解调速度 200KHZ、智能分析、智能判断和实时传 输。特别适合多通道多传感器以及多传感器有同步要求的监测设备。 研制了低熔点玻璃焊接封装的渗压计，极大降低了温度和湿度对压力测量的 影响。 技术水平及专利与获奖情况： 专利：“光纤 Bragg 光栅传感解调装置及解调方法” 200510014877.7 应用前景分析及效益预测： 光纤传感器进入结构监测领域具有重要意义。光纤传感器的轻巧性、耐用性 和长期稳定性，使其能够方便的应用于建筑钢结构和混凝土等各种建筑材料的内 部应力、应变检测。已与中国计量科学研究院、国家防爆电气产品质量监督检验 中心等多家机构合作，成功在石油、电力、桥梁、隧道等多个领域，实现 400 多个项目的应用。 应用领域：石化系统、电力系统、隧道监测、桥梁监测、大型结构监测等 合作方式：合作开发

本技术的理论基础和技术路线与现有各种地震前兆监测完全不同，其特点是在可能的孕震断裂内钻 探，在钻孔中放置仪器，实时和连续监测断裂深部应力集聚区（潜在 震源区）应力变化而产生的压电效应（见附图）；在一条或相邻的多 条断裂上建站组成监测网，通过来自不同站点的区域数据对比，利用 反向模拟等方法，寻找断裂深部的应力集聚区（前者震源区）及计 算、模拟断裂失衡的临界点。

通过分析液体对入射光线的折射率，可以检测液体中所含的成份。而光纤表面等离子体波（SPW）传感器是一种最近提出的新型光纤传感器，体积小，灵敏度高，测试装置简单，其原理涉及到量子力学，电动力学，电磁场理论，光波导理论，波动光学，金属光学等领域，属于多学科交叉的边缘学科，将其与光谱仪和计算机结合，就可构成新型的液体成份检测仪器。对不同的溶液及不同的溶质，预先测出其折射谱存储下来供以后比对，即可形成系列化的分析测试设备。特别是可以与通信网络相连，实现在线式/便携式、自动化/智能化的实时检测/监测网络。我国目前为了和国际接轨，对于药品检验、生化检验、绿色食品、尤其是污染治理的要求逐步提高，所以，基于光纤SPW传感器的系列仪器和测试系统有利于社会发展，应用领域广阔，经济效益巨大。

本发明提供一种土壤参数的监测系统和方法，监测系统包括：三维运行装置和监测装置；三维运行装置用于使监测装置在水平和竖直方向运动；三维运行装置包括三维运行框架、第一运行装置、第二运行装置和第三运行装置；三维运行框架用于放置第一运行装置、第二运行装置和第三运行装置；第一运行装置和第二运行装置均为导轨，用于使监测装置在水平方向运动；且二者运动的方向垂直；第三运行装置用于使监测装置在竖直方向运动，第一运行装置和第二运行装置使监测装置运动的方向垂直。本发明能够实现在三维空间内对于土壤参数的监测获取；能够使得监测装置在三维空间运动并监测三维空间内的土壤参数，能够获取土壤参数的动态变化。