[发明专利]一种基于神经网络混沌吸引子的公钥密码加密和解密方法

权利要求书

1.一种基于神经网络混沌吸引子的公钥密码加密方法，其特征在于其步骤如下：

1)密钥的输入：信息的发送方首先从输入设备向加密器输入自己的私有密钥Hs和接受方经认证过的合法的公钥Tr，在加密器中计算出新的共享密钥

2)密钥序列的生成：密钥序列产生器选用2ⁿ个LFSR作为序列密码的驱动源，将离散Hopfield神经网络作为非线性函数部分进行选择控制输出，各LFSR的的初始值由公开密钥T的矩阵中随机选取确定，且通信双方必须一致；然后把2ⁿ个LFSR的输出值当作神经网络的输入值，在加密器中计算出吸引子，并对吸引子进行编号，再根据吸引子编号对2ⁿ个LFSR的输出值进行多选一操作，由此产生随机密钥序列；

3)密文的生成：随机密钥序列与明文逐位进行异或运算，生成密文，直至明文全部被加密为止。

2.如权利要求1所述的一种基于神经网络混沌吸引子的公钥密码加密方法，其特征在于所述密钥的产生步骤：

1)一组需要保密通信的用户共同选取一个联结突触矩阵T₀，联结突触矩阵为n阶奇异方阵，每个用户在n阶方阵交换族中随机选取一个变换方阵，如用户A任意选取一个非奇异变换方阵Ha，首先计算T_a＝H_a*T₀*H_a′，H_a′为Ha的转置矩阵，然后将Ha保密，而把Ta公开，当同一组内的用户A与B需要保密通信时，把T＝H_a*T_b*H_a′＝H_b*T_a*H_b′作为用户A与B保密通信的共同密钥，用户A或用户B均可以根据自己的私钥和对方的公钥计算出公共密钥；

2)每个使用者将自己的公开密钥，连同用户名、地址等其他信息用数字签名方式保存在认证中心公钥信息库中，并获得该认证中心颁发的公钥证书，并在每次数据加密通信之前通过公钥证书对通信双方进行身份认证；

3)利用带认证的Diffie-Hellman密钥交换协议进行密钥交换，生成共享密钥。

3.如权利要求1所述的一种基于神经网络混沌吸引子的公钥密码加密方法，其特征在于所述各LFSR的的初始值由公开密钥T的矩阵中随机选取确定的方法为：大于等于0的数设为1，小于0的设为0。

4.如权利要求1所述的一种基于神经网络混沌吸引子的公钥密码加密方法，其特征在于所述吸引子的个数为2ⁿ⁺¹个。

5.一种基于神经网络混沌吸引子的公钥密码解密方法，其特征在于包括以下步骤：

1)接收方首先对发送方的身份进行认证，根据发送方所提供的身份信息，通过数字签名和公钥证书检查与核对对方的身份，如果身份认证信息是正确的，发送方是合法的用户，才对密文进行解密处理，否则，对接受到的信息隔离删除，并发出警报，通知系统管理员；

2)计算新的突触联结矩阵：接收方首先从输入设备输入自己的私有密钥Hr和发送方经认证过的合法公钥Ts，在加密器中计算出新的突触联结矩阵作为共享密钥；

3)密钥序列的生成：选用与发送方相同的2ⁿ个LFSR作为序列密码的驱动源，将离散Hopfield神经网络作为非线性函数部分进行选择控制输出，具体方法为：在共享密钥的矩阵中选取与发送方相同的元素作为各LFSR的初始值，然后把2ⁿ个LFSR的输出值当作神经网络的输入值，在加密器中计算出吸引子，并对吸引子(总共2ⁿ⁺¹个)进行编号，再根据吸引子编号对2ⁿ个LFSR的输出值进行多选一操作，由此产生随机密钥序列；吸引子总共2ⁿ⁺¹个；

4)恢复明文：随机密钥序列与密文逐位进行异或运算，恢复明文，直至明文全部被恢复为止。