[發(fā)明專利]基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像加密方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110556209.6
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113379044B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余飛;沈輝;張梓楠;黃園媛;蔡爍
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: G06N3/06
• 分類號: G06N3/06;G06N3/063;G06F17/11
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 趙琴娜

1.一種基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像加密方法，其特征在于，構(gòu)建有基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的第二個(gè)神經(jīng)元具有自反饋突觸權(quán)重，且具有二次內(nèi)狀態(tài)的磁通控制憶阻電磁輻射；所述基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為：

其中，所述x,y,z表示Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的狀態(tài)變量；所述tanh(x),tanh(y),tanh(z)表示非線性神經(jīng)元激活函數(shù)；所述α,β,μ,η表示憶阻參數(shù)；所述φ表示憶阻器的磁通；所述ρ表示電磁輻射的強(qiáng)度，所述ρ0；

根據(jù)所述基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對圖像進(jìn)行加密，其中加密過程包括：

獲取明文圖像，其中明文圖像大小P是M×N，其中M是高度，N是寬度，灰度為L位，且Nmod?2＝0；

獲取加密的密鑰，密鑰包括K＝{x₀,y₀,z₀,w₀,r₁,r₂}，其中{x₀,y₀,z₀,w₀}是基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始條件，r₁和r₂是兩個(gè)隨機(jī)數(shù)；

根據(jù)密鑰對明文圖像進(jìn)行加密，得到圖像密文；其中，加密的迭代公式跳過了r₁+r₂的過渡狀態(tài)，迭代MN次以獲得四個(gè)偽隨機(jī)序列，四個(gè)偽隨機(jī)序列為{x_i}，{y_i}，{z_i}和{w_i}，i依次1,2，...，MN；四個(gè)偽隨機(jī)序列{x_i}，{y_i}，{z_i}和{w_i}用于生成六個(gè)偽隨機(jī)矩陣X，Y，Z，W，U，V依次進(jìn)行加密操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像加密方法，其特征在于，所述α＝1,β＝0.5,η＝0.8,μ＝1.2；初始條件為(0.1、0.1、0.1、0.1)；所述ρ的范圍為：0ρ5。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像加密方法，其特征在于，ρ＝0.2。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像加密方法，其特征在于，ρ＝0.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像加密方法，其特征在于，ρ＝1.8。

6.一種處理器芯片，其特征在于，所述處理器芯片用于執(zhí)行權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于電磁輻射作用的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像加密方法。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理器芯片，其特征在于，所述處理器芯片為FPGA。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理器芯片，其特征在于，所述處理器芯片為XilinxVirtex-6ZYNQ-XC7Z020。

9.一種信息數(shù)據(jù)處理終端，其特征在于，所述信息數(shù)據(jù)處理終端搭載權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的處理器芯片。