[發(fā)明專利]涉及指定頻段加密的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型加密保護系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810593293.7
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108900294B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹愚
• 申請（專利權(quán)）人: 成都大象分形智能科技有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/00;H04L9/06
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

1.一種涉及指定頻段加密的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型加密保護系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)輸入模塊（1）、加密模塊（2）、加密數(shù)據(jù)輸入模塊（3）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）和數(shù)據(jù)輸出模塊（5）；所述數(shù)據(jù)輸入模塊（1）與所述加密模塊（2）信號相連，所述加密模塊（2）與所述加密數(shù)據(jù)輸入模塊（3）信號相連，所述加密數(shù)據(jù)輸入模塊（3）與所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）信號相連，所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）與所述數(shù)據(jù)輸出模塊（5）信號相連；

所述加密模塊（2）包括頻域變換模塊（21）、頻域數(shù)據(jù)處理模塊（22）及頻域反變換模塊（23）；所述頻域數(shù)據(jù)處理模塊（22）包括頻域指定模塊（221）、密碼生成模塊（222）及密碼嵌入模塊（223）；所述加密模塊（2）由一組具有N位數(shù)字的密鑰（6）作為控制量，所述密鑰（6）限定了針對原始頻域數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)加密的具體方式；

所述頻域變換模塊（21）用于將原始輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維結(jié)構(gòu)，并對結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換后的所述原始輸入數(shù)據(jù)進行域變換，將空間域上的所述原始輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域上的原始頻域數(shù)據(jù)；所述頻域數(shù)據(jù)處理模塊（22）對所述原始頻域數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)加密，生成所述加密頻域數(shù)據(jù)；所述頻域反變換模塊（23）用于對所述加密頻域數(shù)據(jù)進行與上述域變換對應(yīng)的反向域變換，將頻域上的所述加密頻域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為空間域上的所述加密輸入數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)加密；

所述頻域指定模塊（221）用于限定所述原始頻域數(shù)據(jù)中需要嵌入密碼的指定頻段，所述密鑰（6）中預(yù)設(shè)定的任意幾位上的數(shù)字與所述指定頻段的邊界頻率相關(guān)聯(lián)；所述密碼生成模塊（222）以分布函數(shù)生成與所述指定頻段的數(shù)據(jù)具有相同結(jié)構(gòu)的密碼，所述密鑰（6）中預(yù)設(shè)定的其他幾位上的數(shù)字與該分布函數(shù)的均值和方差相關(guān)聯(lián)；所述密碼嵌入模塊（223）用于將所述密碼嵌入所述原始頻域數(shù)據(jù)的指定頻段，并保證所述原始頻域數(shù)據(jù)其他頻段數(shù)據(jù)不變，由此生成所述加密頻域數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涉及指定頻段加密的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型加密保護系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸入模塊（1）用于向所述加密模塊（2）提供原始輸入數(shù)據(jù)；所述加密模塊（2）用于對所述數(shù)據(jù)輸入模塊（1）提供的所述原始輸入數(shù)據(jù)進行加密處理，輸出加密輸入數(shù)據(jù)；所述加密數(shù)據(jù)輸入模塊（3）用于接收所述加密模塊（2）輸出的所述加密輸入數(shù)據(jù)，并將所述加密輸入數(shù)據(jù)傳輸至所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）；所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）用于接收所述加密輸入數(shù)據(jù)，并基于所述加密輸入數(shù)據(jù)計算得出計算結(jié)果；所述數(shù)據(jù)輸出模塊（5）用于將所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）的計算結(jié)果進行輸出處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涉及指定頻段加密的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型加密保護系統(tǒng)，其特征在于，在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練階段，所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）通過正向網(wǎng)絡(luò)計算與逆向誤差傳播計算實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練；在使用階段，所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）通過正向網(wǎng)絡(luò)計算得出結(jié)果；

在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練階段，所述數(shù)據(jù)輸出模塊（5）對所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）的計算結(jié)果進行損失函數(shù)的計算，用于所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）經(jīng)梯度反向傳播算法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練；在使用階段，所述數(shù)據(jù)輸出模塊（5）采用所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊（4）的計算結(jié)果判斷實際功能。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涉及指定頻段加密的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型加密保護系統(tǒng)，其特征在于，所述密鑰（6）的長度由加密處理中的加密方式及加密要求所限定；所述密鑰（6）的N位數(shù)字的每一位分別選自阿拉伯?dāng)?shù)字0-9之間的一個。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涉及指定頻段加密的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型加密保護系統(tǒng)，其特征在于，所述密碼嵌入模塊（223）采用加法嵌入方式實現(xiàn)所述原始頻域數(shù)據(jù)的指定頻段的密碼嵌入：

A_p1^’=A_p1+a*S

其中，A_p1為所述原始頻域數(shù)據(jù)的指定頻段；A_p1^’為嵌入密碼S后的所述原始頻域數(shù)據(jù)的指定頻段；S為嵌入所述指定頻段的所述密碼；a為所述密碼S嵌入所述指定頻段的嵌入強度因數(shù)，其中，所述密鑰（6）中預(yù)設(shè)定的任意一位上的數(shù)字與所述嵌入強度因數(shù)a相關(guān)聯(lián)。