[发明专利]一种基于树型奇偶机的新型密钥交换方法

权利要求书

1.一种基于树型奇偶机的新型密钥交换方法，其特征在于，包括：

S1，通信双方采用相同的网络结构均在本地生成树型奇偶机网络模型；

S2，通信双方均生成滑动窗口；

S3，通信双方产生相同的随机向量x；

S4，将随机向量x输入树型奇偶机网络模型；通信方A的树型奇偶机网络模型输出τa，通信方B的树型奇偶机网络模型输出τb；所述树型奇偶机网络模型发生错误学习的概率为e_i(ρ_ih_i),

其中ρ_i∈(0,1)代表双方权值向量的乘积,e_i(ρ_ih_i)随着h_i严格单调递减，h_i为隐含层节点的输入，当h_i的取值为双方的树型奇偶机网络模型的同步达到最快；N为输入向量的维度，L为网络权值的取值范围；

S5，判断τa和τb是否相等；若是，则执行步骤S6；

S6，按照Hebbian的更新规则更新模型的权值，并且将结果true保存至滑动窗口中；具体为：将结果true放入滑动窗口中，并删除滑动窗口的第一个元素，保持滑动窗口内元素的个数不变，并根据滑动窗口中true的个数来重新确定学习率，最后更新双方的权值；

所述根据滑动窗口中true的个数来重新确定学习率，包括：

重新计算当前滑动窗口的true的比例，并根据true的比例来动态调整学习率，以加入动态学习率后的更新规则更新双方的树型奇偶机网络模型的权值；

加入动态学习率后的更新规则为：

w_Ai(n+1)＝w_Ai(n)+xλτw_Bi(n+1)＝w_Bi(n)+xλτ

其中，λ为动态学习率，λ∈[1,2,3...L/2]，w_Ai(n+1)中的A表示通信方A，i表示第i个隐含节点，则有w_Ai(n+1)表示A的第i个隐含节点对应的权值向量；n+1表示更新后的权值，n表示更新前的权值；w_Bi(n+1)中的B表示通信方B，i表示第i个隐含节点，则有w_Bi(n+1)表示B的第i个隐含节点对应的权值向量；x表示输入向量，τ表示输出值；

S7，重复执行步骤S3-S6，直到双方的权值向量的Hash值完全相同，得到双方的网络权值Ka和Kb，且Ka＝Kb；

S8，将权值Ka与Kb进行Base64编码后作为对称加密算法AES的密钥，实现通信双方密钥的交换。

2.根据权利要求1所述的基于树型奇偶机的新型密钥交换方法，其特征在于，步骤S3包括：利用本地的随机数生成器产生相同的随机向量x；其中，通信方A和通信方B包括相同的随机数生成器。

3.根据权利要求1所述的基于树型奇偶机的新型密钥交换方法，其特征在于，步骤S3包括：

采用深度优先搜索遍历算法产生随机向量x，并将随机向量x发送至另一方，确保通信双方的随机向量x相同，且随机向量x使得h_i的取值为

4.根据权利要求1所述的基于树型奇偶机的新型密钥交换方法，其特征在于，在步骤S5中，若τa和τb不相等，则将结果fasle保存至滑动窗口中，并删除滑动窗口的第一个元素，保持滑动窗口内元素的个数不变。

5.根据权利要求2所述的基于树型奇偶机的新型密钥交换方法，其特征在于，随机数生成器为LFSR或者LCG。

6.根据权利要求1所述的基于树型奇偶机的新型密钥交换方法，其特征在于，步骤S1包括通信双方根据预先协商的参数K、L和N在本地生成树型奇偶机网络模型；N为输入节点的维度，L为网络权值的取值范围，K为隐含层节点数目。