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专利号: 2022111980332
申请人: 盐城工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于惯性忆阻竞争神经网络的保密通信方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1、基于惯性忆阻竞争神经网络,建立具有反应扩散的惯性忆阻竞争神经网络驱动系统和响应系统;步骤S1具体包括以下步骤:步骤S11:建立具有反应扩散的惯性忆阻竞争神经网络驱动系统为:其中,时间t≥0,n表示所述驱动系统中神经元的个数,i,j=1,2,…,n,K表示所述驱动T系统空间维数,k=1,2,…,K,空间变量r=(r1,r2,…,rK)且满足|rk|<σk,σk为正常数,xi(t,r)表示所述驱动系统中第i个神经元在时间t和空间r的状态变量,αik≥0表示传输扩散参数,τ(t)表示离散时滞且满足 τ1和μ为正常数,fj(xj(t,r))表示所述驱动系统的第j个神经元不含时滞的激活函数且满足利普希茨条件,其利普希茨常数为 gj(xj(t‑τ(t),r))表示所述驱动系统的第j个神经元含有离散时滞的激活函数且满足利普希茨条件,其利普希茨常数为 q表示突触个数,l=1,2,…,q,mil(t,r)表示突触效率,pl表示恒定外部刺激且满足 ζi表示外部刺激强度,ai和bi均为正常数,cij(xi(t,r))和dij(xi(t,r))表示忆阻器连接权值,且满足:其中,切换界值Ti>0, 和 是常数,设

令 其中

进而将驱动系统改写为:

其中,

步骤S12:建立具有反应扩散的惯性忆阻竞争神经网络响应系统为:其中,时间t≥0,n表示所述响应系统中神经元的个数,i,j=1,2,…,n,K表示所述响应T系统空间维数,k=1,2,…,K,空间变量r=(r1,r2,…,rK) 且满足|rk|<σk,σk为正常数,表示所述响应系统中第i个神经元在时间t和空间r的状态变量,αik≥0表示传输扩散参数,τ(t)表示离散时滞且满足0≤τ(t)≤τ1, τ1和μ为正常数,表示所述响应系统的第j个神经元不含时滞的激活函数且满足利普希茨条件,其利普希茨常数为 表示所述响应系统的第j个神经元含有时滞的激活函数且满足利普希茨条件,其利普希茨常数为 q表示响应系统突触个数,l=1,

2,…,q, 表示响应系统突触效率,pl表示恒定外部刺激且满足 ζi表示外部刺激强度,ai和bi均为正常数,u1i(t,r)和u2i(t,r)为反同步控制器, 和表示忆阻器连接权值且满足:T

令 其中P= (p1 ,p2 ,… ,pq) ,

进而将响应系统改写为:

其中,

步骤S2、根据步骤S1建立的具有反应扩散的惯性忆阻竞争神经网络驱动系统与响应系统,设定反同步误差,设计反同步控制器;

步骤S3、所述响应系统在所述反同步控制器的作用下,实现所述响应系统与所述驱动系统的反同步,进而实现保密通信方法;步骤S3具体包括以下步骤:步骤S31:所述响应系统在所述反同步控制器的作用下,所述响应系统与所述驱动系统实现反同步;所述驱动系统与所述响应系统反同步之后,发送端获取所述驱动系统产生的混沌信号作为加密信号xi(t,r)和si(t,r),接收端获取所述响应系统产生的混沌信号作为解密信号 和步骤S32:所述发送端将所述加密信号xi(t,r)和明文信号z1i(t,r)进行加密运算,从而获得密文信号h1i(t,r),h1i(t,r)=xi(t,r)+z1i(t,r);所述发送端将所述加密信号si(t,r)和明文信号z2i(t,r)进行加密运算,从而获得密文信号h2i(t,r),h2i(t,r)=si(t,r)+z2i(t,r);

步骤S33:所述发送端通过信道发送所述密文信号h1i(t,r)和h2i(t,r),所述接收端通过所述信道接收所述密文信号h1i(t,r)和h2i(t,r);

步骤S34:所述接收端将收到的所述密文信号h1i(t,r)和所述解密信号 进行解密运算还原所述明文信号z1i(t,r), 所述接收端将收到的所述密文信号h2i(t,r)和所述解密信号 进行解密运算还原所述明文信号

2.根据权利要求1所述的一种基于惯性忆阻竞争神经网络的保密通信方法,其特征在于,步骤S2具体包括以下步骤:步骤S21:设定改写后的驱动系统与改写后的响应系统的反同步误差为:步骤S22:根据步骤S21设定的改写后的驱动系统与改写后的响应系统的反同步误差,设计反同步控制器为:式中,β1i、β2i、γ1i和γ2i表示控制增益参数,控制增益参数β1i和γ1i需满足不等式和 其中控制增益参数β2i和γ2i需满足不等式Ai<0和 其中并且,ε为一个足够小的正常数;

将所述反同步控制器作用于所述响应系统,使得所述响应系统反同步于所述驱动系统。