基于樹(shù)形奇偶機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同步方案.pdf

1、眾所周知,密碼技術(shù)和安全協(xié)議是保證通信安全的關(guān)鍵所在。但是隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,各種密碼破解方法和協(xié)議攻擊算法不斷出現(xiàn),傳統(tǒng)的密碼技術(shù)和安全協(xié)議已不能滿足日益增長(zhǎng)的安全通信需求。因此,研究新型的密碼協(xié)議已成為當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
　　在此基礎(chǔ)上,W. Kinzel等國(guó)外學(xué)者提出了神經(jīng)密碼模型,該模型是基于兩個(gè)具有相同結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相互學(xué)習(xí),最終達(dá)到權(quán)值相同即完全同步。本論文采用的樹(shù)形奇偶機(jī)模型(Tree Parity

2、Machine,TPM),它是一個(gè)擁有特殊結(jié)構(gòu)的且更為復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。我們發(fā)現(xiàn)其相互學(xué)習(xí)效率要比單向?qū)W習(xí)效率更高。在相互學(xué)習(xí)的情況下,同步時(shí)間是以突觸深度(即參數(shù)L)的平方級(jí)來(lái)長(zhǎng);而在單向?qū)W習(xí)的情況下,同步時(shí)間以 L的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。因此,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可用于構(gòu)建密碼協(xié)議中的密鑰交換協(xié)議。
　　本論文首先討論了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)密碼學(xué)的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)該領(lǐng)域的相關(guān)概念及理論基礎(chǔ)、主流的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同步模型和現(xiàn)有的攻擊算法進(jìn)行了綜述,在分析現(xiàn)狀的基礎(chǔ)

3、上,重點(diǎn)針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同步過(guò)程中通信次數(shù)過(guò)多的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一個(gè)新穎的方案。本論文的工作主要涉及以下幾個(gè)方面:
　?、僭敿?xì)分析了現(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同步模型(TPM)。首先作者編程實(shí)現(xiàn)了樹(shù)形奇偶機(jī)模型,并通過(guò)大量仿真實(shí)驗(yàn)分析其動(dòng)力學(xué)特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的同步在同步效率上存在著重要的瓶頸問(wèn)題,也即是,其同步效率與某些參數(shù)有關(guān);
　?、卺槍?duì)以上問(wèn)題,作者首先提出了基于Hash函數(shù)的同步判定算法,以此提高了同步判定效率;