[发明专利]涉及指定频段加密的神经网络模型加密保护系统及方法

权利要求书

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）；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）限定了针对原始频域数据的数据加密的具体方式；

所述频域变换模块（21）用于将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；

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。

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。

5.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：

A_p1^’=A_p1+a*S

其中，A_p1为所述原始频域数据的指定频段；A_p1^’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。