1.基于神经网络预定义时间同步控制的安全通信方法,其特征在于,包括:将明文信号与随机信号结合产生混合信号引入到忆阻复值BAM神经网络驱动系统,产生驱动系统混沌信号,将混沌信号与混合信号叠加产生加密信号并传输给接收端;
接收加密信号并将接收到的加密信号引入忆阻复值BAM神经网络响应系统,实现驱动‑响应系统的预定义时间同步并产生响应系统混沌信号,与加密信号作差解密出明文信号;
(1)构造以下基于忆阻复值BAM神经网络作为驱动系统:其中,i=1,2,...,n,j=1,2,…,m;x1i(t)和x2j(t)分别代表第i个和第j个神经元的复值状态向量,fj和gi表示激活函数,Ii和Jj表示外部输入,ηi和ξj表示神经元自抑制率,aji和cij表示忆阻连接权重,其定义如下:其中, 表示凸闭包,根据集值映射和微分包含原理,假设存在则驱动系统(1)可改写为:
(2)基于方程(1)构造以下基于忆阻复值BAM神经网络作为响应系统:其中,i=1,2,...,n,j=1,2,…,m;y1i(t)和y2j(t)分别代表第i个和第j个神经元的复值状态向量,fj和gi表示激活函数,Ii和Jj表示外部输入,ui(t)和vj(t)表示控制器,ηi和ξj表示神经元自抑制率,aji和cij表示忆阻连接权重,其定义如下:假设存在
响应系统(3)可改写为:
(3)根据驱动‑响应系统建立完全同步误差系统:令e1i(t)=y1i(t)‑x1i(t),e2j(t)=y2j(t)‑x2j(t),误差系统如下:(4)设计合适的预定义时间同步控制器如下:
其中,α1i,α2j,β1i,β2j,ρ1i,ρ2j,κ1i,κ2j>0,Tc是预定义的时间,Gc是跟误差系统有关的一个正数;
(5)采用以下更通用的预定义时间稳定性引理:
引理1:假设存在一个正则、正定、无界函数 Tc是用户自定义参数,且以下两个条件成立:
对于任意V(e(t))>0,存在α,β,c,ρ,Gc,Tc>0,δ>1,0<θ<1满足:那么误差系统的零解是预定义时间稳定的,其中,
(6)构造以下能量函数实现误差系统的预定义时间稳定:通过不等式放缩可得:
其中,
c=min{min{λ1i‑∈i},min{λ2j‑φj}},ρ=min{min{ρ1i},min{ρ2j}},
2.如权利要求1所述的基于神经网络预定义时间同步控制的安全通信方法,其特征在于,所述将明文信号与随机信号结合产生混合信号引入到忆阻复值BAM神经网络驱动系统,产生驱动系统混沌信号,具体为:同步前添加随机信号,使得明文信号与随机信号结合产生混合信号:其中,Mi(t)表示添加随机信号后的传输信号;ri(t)表示随机信号;mi(t)表示待传输的真实信号;t表示传输时间;i表示传输的第i个信号;Tc表示预定义同步时间;
将所述混合信号引入所述忆阻复值BAM神经网络驱动系统节点的实部信号和虚部信号产生混沌信号。
3.如权利要求1所述的基于神经网络预定义时间同步控制的安全通信方法,其特征在于,所述接收加密信号并将接收到的加密信号引入忆阻复值BAM神经网络响应系统,实现驱动‑响应系统的预定义时间同步并产生响应系统混沌信号,具体为:将加密信号与忆阻复值BAM神经网络响应系统结点的实部和虚部产生的混沌信号分别对应相减。
4.如权利要求1所述的基于神经网络预定义时间同步控制的安全通信方法,其特征在于,所述预定义时间作为控制器参数,驱动系统和响应系统实际同步时间会随着预定义时间的变化而变化,在预定义时间之后恢复的信号即为明文信号。
5.基于神经网络预定义时间同步控制的安全通信系统,其特征在于,包括:发送端,被配置为构造忆阻复值BAM神经网络驱动系统,将明文信号与随机信号结合产生混合信号引入到忆阻复值BAM神经网络驱动系统,产生驱动系统混沌信号,将混沌信号与混合信号叠加产生加密信号并传输给接收端;
接收端,被配置为构造忆阻复值BAM神经网络响应系统,接收加密信号并将接收到的加密信号引入忆阻复值BAM神经网络响应系统,实现驱动‑响应系统的预定义时间同步并产生响应系统混沌信号,与加密信号作差解密出明文信号;
(1)构造以下基于忆阻复值BAM神经网络作为驱动系统:其中,i=1,2,...,n,j=1,2,…,m;x1i(t)和x2j(t)分别代表第i个和第j个神经元的复值状态向量,fj和gi表示激活函数,Ii和Jj表示外部输入,ηi和ξj表示神经元自抑制率,aji和cij表示忆阻连接权重,其定义如下:其中, 表示凸闭包,根据集值映射和微分包含原理,假设存在则驱动系统(1)可改写为:
(2)基于方程(1)构造以下基于忆阻复值BAM神经网络作为响应系统:其中,i=1,2,...,n,j=1,2,…,m;y1i(t)和y2j(t)分别代表第i个和第j个神经元的复值状态向量,fj和gi表示激活函数,Ii和Jj表示外部输入,ui(t)和vj(t)表示控制器,ηi和ξj表示神经元自抑制率,aji和cij表示忆阻连接权重,其定义如下:假设存在
响应系统(3)可改写为:
(3)根据驱动‑响应系统建立完全同步误差系统:令e1i(t)=y1i(t)‑x1i(t),e2j(t)=y2j(t)‑x2j(t),误差系统如下:(4)设计合适的预定义时间同步控制器如下:
其中,α1i,α2j,β1i,β2j,ρ1i,ρ2j,κ1i,κ2j>0,δ>1 and 0<θ<1,
Tc是预定义的时间,Gc是跟误差系统有关的一个正数;
(5)采用以下更通用的预定义时间稳定性引理:
引理1:假设存在一个正则、正定、无界函数 Tc是用户自定义参数,且以下两个条件成立:
对于任意V(e(t))>0,存在α,β,c,ρ,Gc,Tc>0,δ>1,0<θ<1满足:那么误差系统的零解是预定义时间稳定的,其中,
(6)构造以下能量函数实现误差系统的预定义时间稳定:通过不等式放缩可得:
其中,
c=min{min{λ1i‑∈i},min{λ2j‑φj}},ρ=min{min{ρ1i},min{ρ2j}},
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑4中任一项所述的基于神经网络预定义时间同步控制的安全通信方法中的步骤。
7.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑4中任一项所述的基于神经网络预定义时间同步控制的安全通信方法中的步骤。