涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统及方法与流程

文档序号:16096735发布日期:2018-11-27 23:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统,其特征在于,包括数据输入模块(1)、加密模块(2)、加密数据输入模块(3)、人工神经网络模型模块(4)和数据输出模块(5);所述数据输入模块(1)与所述加密模块(2)信号相连,所述加密模块(2)与所述加密数据输入模块(3)信号相连,所述加密数据输入模块(3)与所述人工神经网络模型模块(4)信号相连,所述人工神经网络模型模块(4)与所述数据输出模块(5)信号相连;

所述加密模块(2)包括频域变换模块(21)、频域数据处理模块(22)及频域反变换模块(23);所述频域数据处理模块(22)包括频域指定模块(221)、密码生成模块(222)及密码嵌入模块(223)。

2.根据权利要求1所述的涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统,其特征在于,所述数据输入模块(1)用于向所述加密模块(2)提供原始输入数据;所述加密模块(2)用于对所述数据输入模块(1)提供的所述原始输入数据进行加密处理,输出加密输入数据;所述加密数据输入模块(3)用于接收所述加密模块(2)输出的所述加密输入数据,并将所述加密输入数据传输至所述人工神经网络模型模块(4);所述人工神经网络模型模块(4)用于接收所述加密输入数据,并基于所述加密输入数据计算得出计算结果;所述数据输出模块(5)用于将所述人工神经网络模型模块(4)的计算结果进行输出处理。

3.根据权利要求2所述的涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统,其特征在于,在网络训练阶段,所述人工神经网络模型模块(4)通过正向网络计算与逆向误差传播计算实现网络训练;在使用阶段,所述人工神经网络模型模块(4)通过正向网络计算得出结果;

在网络训练阶段,所述数据输出模块(5)对所述人工神经网络模型模块(4)的计算结果进行损失函数的计算,用于所述人工神经网络模型模块(4)经梯度反向传播算法实现网络训练;在使用阶段,所述数据输出模块(5)采用所述人工神经网络模型模块(4)的计算结果判断实际功能。

4.根据权利要求2所述的涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统,其特征在于,所述频域变换模块(21)用于将所述原始输入数据转换为二维结构,并对结构转换后的所述原始输入数据进行域变换,将空间域上的所述原始输入数据转换为频域上的原始频域数据;所述频域数据处理模块(22)对所述原始频域数据进行数据加密,生成所述加密频域数据;所述频域反变换模块(23)用于对所述加密频域数据进行与上述域变换对应的反向域变换,将频域上的所述加密频域数据转换为空间域上的所述加密输入数据,完成数据加密。

5.根据权利要求4所述的涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统,其特征在于,所述加密模块(2)由一组具有N位数字的密钥(6)作为控制量,所述密钥(6)限定了针对所述原始频域数据的数据加密的具体方式;所述密钥(6)的长度由加密处理中的加密方式及加密要求所限定;所述密钥(6)的N位数字的每一位分别选自阿拉伯数字0-9之间的一个。

6.根据权利要求5所述的涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统,其特征在于,所述频域指定模块(221)用于限定所述原始频域数据中需要嵌入密码的指定频段,所述密钥(6)中预设定的任意几位上的数字与所述指定频段的边界频率相关联;所述密码生成模块(222)以分布函数生成与所述指定频段的数据具有相同结构的密码,所述密钥(6)中预设定的其他几位上的数字与该分布函数的均值和方差相关联;所述密码嵌入模块(223)用于将所述密码嵌入所述原始频域数据的指定频段,并保证所述原始频域数据其他频段数据不变,由此生成所述加密频域数据。

7.根据权利要求6所述的涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统,其特征在于,所述密码嵌入模块(223)采用加法嵌入方式实现所述原始频域数据的指定频段的密码嵌入:

Ap1=Ap1+a*S

其中,Ap1为所述原始频域数据的指定频段;Ap1为嵌入密码S后的所述原始频域数据的指定频段;S为嵌入所述指定频段的所述密码;a为所述密码S嵌入所述指定频段的嵌入强度因数,其中,所述密钥(6)中预设定的任意一位上的数字与所述嵌入强度因数a相关联。

8.根据权利要求6所述的涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统,其特征在于,所述密码嵌入模块(223)采用乘法嵌入方式实现所述原始频域数据的指定频段的密码嵌入:

Ap1=Ap1(1+a*S)

其中,Ap1为所述原始频域数据的指定频段;Ap1为嵌入密码S后的所述原始频域数据的指定频段;S为嵌入所述指定频段的所述密码;a为所述密码S嵌入所述指定频段的嵌入强度因数,其中,所述密钥(6)中预设定的任意一位上的数字与所述嵌入强度因数a相关联。

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统,其特征在于:N位数字的所述密钥(6)中,每一位上可选的阿拉伯数字0-9分别映射至一个可执行数值,该可执行数值确定了所述指定频段的边界频率、生成所述密码的所述分布函数所具有的均值及方差,及所述密码的所述嵌入强度因数。

10.一种涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S1.提供原始输入数据;

步骤S2.对所述原始输入数据进行加密处理,生成加密输入数据;

步骤S3.接收所述加密输入数据,并将其输入至人工神经网络模型;

步骤S4.所述人工神经网络模型对所述加密输入数据进行计算,得出计算结果;

步骤S5.将所述计算结果进行输出;

其中,所述步骤S2包括以下步骤:

步骤S21.将所述原始输入数据转换为二维结构,并对结构转换后的所述原始输入数据进行域变换,将空间域上的所述原始输入数据转换为频域上的原始频域数据;

步骤S22.对所述原始频域数据进行数据加密,生成加密频域数据;

步骤S23.对所述加密频域数据进行与上述域变换对应的反向域变换,将频域上的所述加密频域数据转换为空间域上的所述加密输入数据,完成数据加密;

其中,所述步骤S22包括以下步骤:

步骤S221.提供一组具有N位数字的密钥(6)作为控制量,所述密钥(6)限定了针对所述原始频域数据的数据加密的具体方式;其中,所述密钥(6)的长度由加密处理中的加密方式及加密要求所限定;所述密钥(6)的N位数字的每一位分别选自阿拉伯数字0-9之间的一个;

步骤S222.限定所述原始频域数据中需要嵌入密码的指定频段,其中,所述密钥(6)中预设定的任意几位上的数字与所述指定频段的边界频率相关联;

步骤S223.以分布函数生成与所述指定频段的数据具有相同结构的密码,其中,所述密钥(6)中预设定的其他几位上的数字与该分布函数的均值和方差相关联;

步骤S224.将所述密码嵌入所述原始频域数据的指定频段,并保证所述原始频域数据其他频段数据不变,由此生成所述加密频域数据。

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