[發(fā)明專(zhuān)利]一種針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理的權(quán)重加解密方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710182153.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107086910B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓銀和;許浩博;王穎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H04L9/08
• 分類(lèi)號(hào): H04L9/08;H04L29/06;G06N3/02
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國(guó);梁揮

1.一種針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理的權(quán)重加解密方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，通過(guò)加密算法將已訓(xùn)練好的原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)加密，生成加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)，并將該加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)和與該加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)相匹配的原始密鑰發(fā)送至步驟S2；

步驟S2，讀取該原始密鑰并根據(jù)解密算法對(duì)該加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行解密，生成原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)，并將該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)至安全權(quán)重緩沖器；

步驟S3，讀取需要執(zhí)行的指令，對(duì)該指令進(jìn)行解析得到存儲(chǔ)地址，并從該存儲(chǔ)地址獲取輸入數(shù)據(jù)；

步驟S4，接收該輸入數(shù)據(jù)并從該安全權(quán)重緩沖器提取該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)該指令執(zhí)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算操作，輸出運(yùn)算結(jié)果；

其中該加密算法，包括：

步驟S11，采用數(shù)據(jù)重編碼的方式，將待加密的該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)拼接為128比特?cái)?shù)據(jù)位寬或用戶(hù)指定權(quán)重位寬，作為權(quán)重明文，同時(shí)加入初始密鑰，并根據(jù)密鑰擴(kuò)展算法對(duì)該初始密鑰進(jìn)行處理，以生成每輪加密所需的子密鑰；

步驟S12，對(duì)該權(quán)重明文進(jìn)行字節(jié)代替變換、行移位變換及列混合變換后與相應(yīng)子密鑰進(jìn)行按位異或操作，完成一輪加密；

步驟S13，循環(huán)進(jìn)行步驟S12共十次，完成十輪加密后生成的加密結(jié)果即為該加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)；

其中步驟S4中該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算操作包括，采用圖層深度計(jì)算的方法進(jìn)行卷積運(yùn)算，以復(fù)用該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理的權(quán)重加解密方法，其特征在于，該解密算法包括：

步驟S41，將該加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)與加密算法中最后一輪使用的子密鑰進(jìn)行按位異或操作，并將操作結(jié)果發(fā)送至步驟S42；

步驟S42，對(duì)該操作結(jié)果進(jìn)行逆行移位變換及逆字節(jié)代替變換，再與加密方法中使用的相應(yīng)子密鑰進(jìn)行逆列混合變換，完成一輪解密；

步驟S43，循環(huán)進(jìn)行步驟S42共十次，完成十輪解密后生成的解密結(jié)果即為該權(quán)重明文，并將該權(quán)重明文解碼為該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)，其中每輪依次使用加密過(guò)程中第十輪到第一輪使用的子密鑰。

3.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理的權(quán)重加解密方法，其特征在于，還包括緩存機(jī)制，負(fù)責(zé)對(duì)該步驟S2所生成的該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行緩存，若緩存已滿(mǎn)，則暫停解密。

4.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理的權(quán)重加解密方法，其特征在于，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算包括向量乘加、池化以及歸一化計(jì)算。

5.一種針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理的權(quán)重加解密系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊：

加密模塊，用于根據(jù)加密算法將已訓(xùn)練好的原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)加密，生成加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)，并將該加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)和與該加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)相匹配的原始密鑰發(fā)送至解密模塊；

解密模塊，用于讀取該原始密鑰并根據(jù)解密算法對(duì)該加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行解密，生成原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)，并將該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)至安全權(quán)重緩沖器；

控制模塊，用于讀取需要執(zhí)行的指令，對(duì)該指令進(jìn)行解析得到存儲(chǔ)地址，并從該存儲(chǔ)地址獲取輸入數(shù)據(jù)；

運(yùn)算模塊，用于接收該輸入數(shù)據(jù)并從該安全權(quán)重緩沖器提取該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)該指令執(zhí)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算操作，并輸出運(yùn)算結(jié)果；

其中該加密模塊，包括：

編碼模塊，用于重編碼該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)，將待加密的該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)拼接為128比特?cái)?shù)據(jù)位寬或用戶(hù)指定權(quán)重位寬，作為權(quán)重明文，同時(shí)加入初始密鑰，并根據(jù)密鑰擴(kuò)展算法對(duì)該初始密鑰進(jìn)行處理，以生成每輪加密所需的子密鑰；

第一變換模塊，用于對(duì)該權(quán)重明文進(jìn)行字節(jié)代替變換、行移位變換及列混合變換，并與相應(yīng)子密鑰進(jìn)行按位異或操作，完成一輪加密；

第一循環(huán)模塊，循環(huán)調(diào)用第一變換模塊共十次，完成十輪加密后生成的加密結(jié)果即為該加密權(quán)重?cái)?shù)據(jù)；

其中該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算操作包括，采用圖層深度計(jì)算的方法進(jìn)行卷積運(yùn)算，以復(fù)用該原始權(quán)重?cái)?shù)據(jù)。