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专利号: 2023108075005
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: 电通信技术
更新日期:2024-12-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有反应扩散项的复值忆阻神经网络保密通信方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:构建具有反应扩散项的复值忆阻神经网络驱动系统和响应系统;

步骤S11:构建具有反应扩散项的复值忆阻神经网络驱动系统为:式中,i、j=1,2,…,n;时间t≥0;n表示所述驱动系统中神经元的个数;s表示空间维T数,q=1,2,…,s;空间变量x=(x1,x2,…,xs);Diq表示传输扩散参数;yi(x,t)表示所述驱动系统中第i个神经元在空间x和t时刻的复值状态变量,其实部和虚部分别为 和τ(t)是满足0≤τ(t)≤τ的时变时滞;fj(yj(x,t))表示所述驱动系统中第j个神经元不包含时滞的复值激活函数,其实部和虚部分别为 和 fj(yj(x,t‑τ(t)))表示所述驱动系统中第j个神经元包含时滞的复值激活函数,其实部和虚部分别为 和 所述各激活函数均满足利普希茨条件,即满足对于任意实数a和b, 和 其中 和

lIj为正常数;同时所述各激活函数均是有界的,并满足 其中为正常数;aij(yi(x,t))和bij(yi(x,t))是复值忆阻器突触连接权重,其中aij(yi(x,t))的实部和虚部分别为 和 bij(yi(x,t))的实部和虚部分别为 和 且满足:

其中 都是连续的,切换间隔Ti>0,

根据上述分析,将驱动系统拆分成如下两个部分:

步骤S12:根据步骤S11构建的具有反应扩散项的复值忆阻神经网络驱动系统,构建与其相对应的具有反应扩散项的复值忆阻神经网络响应系统:式中,i、j=1,2,…,n;时间t≥0;n表示所述驱动系统中神经元的个数;s表示空间维T数,q=1,2,…,s;空间变量x=(x1,x2,…,xs) ;Diq表示传输扩散参数;zi(x,t)表示所述响应系统中第i个神经元在空间x和t时刻的复值状态变量,其实部和虚部分别为 和τ(t)是满足0≤τ(t)≤τ的时变时滞;fj(zj(x,t))表示所述响应系统中第j个神经元不包含时滞复值激活函数,其实部和虚部分别为 和 fj(zj(x,t‑τ(t)))表示所述驱动系统中第j个神经元包含时滞的复值激活函数,其实部和虚部分别为和 所述各激活函数均满足利普希茨条件,即满足对于任意实数a和b, 和 其中 和 为

正常数;同时所述各激活函数均是有界的,并满足 其中为正常数;ui(x,t)表示自适应同步控制器,其实部和虚部分别为 和 aij(zi(x,t))和bij(zi(x,t))是复值忆阻器突触连接权重,其中aij(zi(x,t))的实部和虚部分别为和 bij(zi(x,t))的实部和虚部分别为 和且满足:

其中 都是连续的,切换间隔Ti>0,

根据上述分析,将响应系统拆分成如下两个部分:

步骤S2:根据步骤S1构建的具有反应扩散项的复值忆阻神经网络驱动系统与响应系统,设定所述驱动系统和响应系统的同步误差,并建立同步误差系统;

步骤S3:根据步骤S2构建的同步误差,设计自适应同步控制器,将所述自适应同步控制器作用于所述响应系统,使得所述响应系统同步于所述驱动系统,进而实现保密通信方法;

步骤S2具体包括以下步骤:

步骤S21:根据步骤S1构建的具有反应扩散项的复值忆阻神经网络驱动系统与响应系统,设定所述驱动系统和响应系统的同步误差为:ei(x,t)=zi(x,t)‑yi(x,t),步骤S22:根据所述驱动系统和响应系统,以及步骤S21设定的同步误差,建立同步误差系统为:其中ei(x,t)实部和虚部分别为 和

根据上述分析,将响应系统拆分成如下两个部分:

其 中 ,

步骤S3具体包括以下步骤:

步骤S31:根据步骤S2构建的同步误差,设计自适应同步控制器为:其中,i=1,2,…,n;sign(·)为符号函数;自适应同步控制器参数εi和ηi都是任意选择的正常数;

步骤S32:将所述自适应同步控制器作用于所述响应系统,使得所述响应系统同步于所述驱动系统;

步骤S33:所述驱动系统与所述响应系统同步之后,发送端获取所述驱动系统产生的混沌信号作为加密信号yi(x,t),接收端获取所述响应系统产生的混沌信号作为解密信号zi(x,t);

步骤S34:所述发送端将加密信号yi(x,t)和明文信号si(x,t)进行加密运算,获得密文信号hi(x,t),hi(x,t)=yi(x,t)+si(x,t);

步骤S35:所述发送端通过信道发送所述密文信号hi(x,t),所述接收端通过信道接收所述密文信号hi(x,t);

步骤S36:所述接收端将收到的密文信号hi(x,t)和解密信号zi(x,t)进行解密运算,获得解密明文信号ssi(x,t),ssi(x,t)=hi(x,t)‑zi(x,t)。