Криптографічна нейромережа

Криптографічна нейромережа, що містить дві нейросистеми: шифратор та дешифратор, з'єднані лінією зв'язку, яка відрізняється тим, що на перший шар нейроподібних елементів шифратора подають відкритий текст повідомлення у вигляді вхідних амплітудно-часових функцій, який здійснює операцію гамування, на другий шар операцію перестановок, а виходи кожного нейроелемента першого та другого шарів з'єднані з входами логічних елементів І, виходи яких з'єднані з входами логічного елемента АБО, з виходу якого знімають закритий текст повідомлення і через лінію зв'язку подають на перший вхід логічних елементів І дешифратора, другий вхід з'єднаний з виходом нейроподібних елементів першого шару, який здійснює операцію деперестановок, а виходи логічних елементів І з'єднані з входами нейроподібних елементів другого шару дешифратора, який виконує операцію дегамування, виходи яких з'єднані з входами логічного елемента АБО, з виходу якого знімають відкритий текст повідомлення, при цьому ключі шифратора та дешифратора задають множинами значень синаптичних ваг та вхідними амплітудно-часовими функціями гармонічних бінарних нейроподібних елементів. Корисна модель відноситься до криптографії та систем зв'язку для шифрування та дешифрування повідомлень. Відомі моделі криптографічних автоматів, які синтезуються на основі регістрів зсуву зі зворотнім зв'язком, кожний з яких складається із регістрів зсуву та синтезатора функції зворотного зв'язку [1], а принцип дії полягає в тому, що при виході з регістра одного біта інформації всі його значення здвигаються до виходу на одну позицію, а вхідне значення визначається синтезатором функції від всіх попередніх. Найближчим аналогом корисної моделі є криптографічний нейроавтомат [2], регістри зсуву зі зворотнім зв'язком якого замінено мережею гармонічних бінарних нейроподібних елементів, що що дає можливість удосконалення ключів шифрування та дешифрування повідомлень. Недоліком даної моделі є те, що реального захисту вона не забезпечує за рахунок її принципу роботи на основі симетричних алгоритмів. В основу корисної моделі "Криптографічна нейромарежа" поставлена задача шифрування та дешифрування повідомлень на основі реалізації операцій гармонічного синтезу бінарних функцій багатопороговими бінарними нейроподібними елементами. Поставлена задача досягається тим, що шифрування та дешифрування повідомлень відбувається на основі алгоритму з відкритим ключем, і здійснюється за принципом операцій гамування та перестановок, що математично можна представити наступним чином: « w Г*»* 00 Q) 5Г 10987 яких з'єднано з входами логічного елемента "АБО", з виходу якого знімається закритий текст повідомлення і через ЛІНІЮ зв'язку подається на оц, = Ац sin(2j7cv;j перший вхід логічних елементів "І" дешифратора, в ч = AJ sin(2j7tvj а другий вхід з'єднано з виходом нейроподібних елементів першого шару, який здійснює операцію деперестановок, а виходи логічних елементів "І" І є {1,2,. .mj je{l,2, .n} з'єднано з входами нейроподібних елементів другого шару дешифратора, який виконує операцію дегамування, виходи яких з'єднано з входами логічного елемента "АБО", з виходу якого J=1 знімається відкритий текст повідомлення, а ключі n шифратора та дешифратора задаються множинами значень синаптичних ваг та вхідними ампJ=1 літудно-часовими функціями гармонічних бінарних n нейроподібних елементів Технічний результат сукупність істотних ознак J=1 криптографічної нейромережі дозволяє застосуn вання математичного апарату гармонічного S3, =x(Xc I J +z 2 ) ) аналізу і синтезу при шифруванні та дешифруванні повідомлень, що дає змогу підвищити J=1 СТІЙКІСТЬ криптографічних алгоритмів з відкритим 0, якщо S k l - h k l мережею операцій гамування та перестановок На кресленні представлено фіг 1 - блокx = {0,1} k = {0,1,2,3} схема криптографічної нейромережі Криптографічна нейромережа складається з двох нейросистем шифратора та дешифратора, m з'єднаних ЛІНІЄЮ зв'язку поз 5, де на перший шар vz 1 m = | vz 1 l нейроподібних елементів шифратора, кожний з яких містить групу генераторів синусоїдальних v v f f f сигналів (синапси) поз 1, суматор з пороговим У2 = 01> 02- > 0b = У31 У32 ^ y 3 m = V y3l, елементом поз 2 подається відкритий текст повідомлення у вигляді вхідних амплітудно-часових де (Ojj.a.j.B^Cy - синаптичні ваги гармонічних функцій foi, який здійснює операцію гамування, на бінарних нейроподібних елементів, другий шар - операцію перестановок, а виходи AIJ,A|J,A|j,A|]' - максимальні значення синапкожного нейроелемента першого та другого шару з'єднані з входами логічних елементів "І" поз З, тичних синусоїдальних сигналів, виходи яких з'єднано з входами логічного елеменf,j - вхідна амплітудно-часова функція, яка та "АБО" поз 4, з виходу якого знімається закривідображає відкритий текст повідомлення, тий текст повідомлення і через ЛІНІЮ зв'язку поз 5 h^2)>^3i'z2i ' ВХІДНІ амплітудно-часові функції, подається на перший вхід логічних елементів "І" поз 3 дешифратора, а другий вхід з'єднано з виS0|,Si,,S2i,S3, - рівні збудження нейроподібних ходом нейроподібних елементів першого шару, елементів, який здійснює операцію деперестановок, а виходи у к | - ВИХІДНІ значення нейроподібних елелогічних елементів "І" з'єднано з входами нейроподібних елементів другого шару дешифратора, ментів, який виконує операцію дегамування, виходи яких п к ( - ПОСТІЙНІ зміщення (пороги нейроподібних з'єднано з входами логічного елемента ' АБО" поз елементів), 4, з виходу якого знімається відкритий текст пох - значення сигналу збудження нейровідомлення, а ключі шифратора та дешифратора подібного елемента, задаються множинами значень синаптичних ваг та уі - ВИХІДНІ значення шифратора (закритий вхідними амплітудно-часовими функціями гартекст), монічних бінарних нейроподібних елементів уг - ВИХІДНІ значення дешифратора (відкритий Використані джерела текст), 1 Брюс Шнайер Прикладная криптография t - значення часу Протоколы, алгоритмы, исходные тексты на языке Суть корисної моделі криптографічна нейроСи - М Издательство ТРИУМФ, 2003-816 с мережа, яка складається з двох нейросистем 2 О В Івановський Криптографічний нейрошифратора та дешифратора, з'єднаних ЛІНІЄЮ автомат // Матеріали 1-ої Міжнародної науковозв'язку, а на перший шар нейроподібних елементів практичної конференції "Науковий потенціал світу шифратора подається відкритий текст повідом2004" Том 58 Сучасні інформаційні технологи, лення у вигляді вхідних амплітудно-часових Дніпропетровськ, 2004 -С 71-73 функцій, який здійснює операцію гамування, друЗ Деклараційний патент на корисну модель гий шар - операцію перестановок, а виходи кожно"Гармонічний бінарний нейроподібний елемент" го нейроелемента першого та другого шару №20030214417 Україна Івановський О В Заявз'єднані з входами логічних елементів "І", виходи 5 лено 17.11.2003; 10987 Опубліковано 15.09.2004. Бюл. № 9 . - 2 с. —о .•".-••'"•Jf I I •=•04 -«низ—• J 6 •HZ}-1» J A т 4 Фіг. 1 Комп'ютерна верстка М. Кпюкін П/д писне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. К и ї в - 4 2 , 01601