Науковий вісник НЛТУ України (Dec 2021)
Імітаційна модель обчислення вагових коефіцієнтів для нейроподібного шифрування та дешифрування даних
Abstract
Розроблено імітаційну модель обчислення вагових коефіцієнтів для заданої архітектури нейромережі. Ця архітектура задається розрядністю вхідного повідомлення та розрядністю входів. Проаналізовано останні дослідження та публікації щодо актуальності проблеми криптографічного шифрування та дешифрування даних у реальному часі. Для роботи було обрано метод сингулярного розкладу матриці на противагу методу головних компонентів. Передусім це було зроблено задля того, щоб мати змогу працювати із вхідною матрицею довільної розмірності, коли ж метод головних компонентів передбачає, що вхідна матриця є квадратною. Розроблена імітаційна модель ґрунтується на вдосконаленому методі сингулярного розкладу матриці, а для знаходження власних значень і власних векторів використано метод обертання Якобі. Практичною цінністю є те, що імітаційна модель забезпечує швидке обчислення коефіцієнтів для заданої архітектури нейромережі. Також розроблено гнучкий користувацький інтерфейс, який дає змогу користувачу зрозуміло та детально ознайомитись із роботою алгоритму. У розробленій аплікації можна переглянути кожен крок розрахунків, що дає змогу перевірити правильність виконання на кожному з етапів. Програмне забезпечення розроблено у середовищі Visual Studio 2019 та за допомогою мови програмування C#. Для матричних операцій підключено бібліотеку Accord.Math. Також продемонстровано роботу розробленої імітаційної моделі. Для прикладу обрано вхідне повідомлення із розрядністю – 16 та розрядністю входу – 2. Опираючись на ці дані, можна зазначити, що вхідна матриця матиме розмірність 8´2. Саме ж вхідне повідомлення задається користувачем. Як результат розраховано матрицю вагових коефіцієнтів розмірністю 2´2. Надалі ця матриця буде використовуватись під час шифрування та дешифрування вхідного повідомлення. Однак для повідомлення є вимоги, зокрема –розрядність самого повідомлення, а також розрядність входів мають бути такими ж самими, як для знаходження матриці вагових коефіцієнтів.
Keywords
