在保密通信中，導(dǎo)頻信號(hào)需要通過(guò)加密方法實(shí)現(xiàn)同步控制，傳統(tǒng)方法對(duì)保密通信的同步導(dǎo)頻控制信號(hào)加密采用Co-training監(jiān)督學(xué)習(xí)加密算法，無(wú)法獲得足夠泛化性能的控制密鑰，承載信息信號(hào)所引起的導(dǎo)頻信號(hào)的抗噪性能差，加密性能不好。提出一種基于高斯差分雙線性映射的改進(jìn)的training監(jiān)督學(xué)習(xí)導(dǎo)頻對(duì)稱(chēng)加密方法。

一、基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)算法保密通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文在基于傳統(tǒng)的監(jiān)督學(xué)習(xí)導(dǎo)頻信號(hào)的對(duì)稱(chēng)加密算法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建一種基于高斯差分雙線性映射的半監(jiān)督學(xué)習(xí)算法，算法獨(dú)立地訓(xùn)練兩個(gè)學(xué)習(xí)器，然后采用互助方式迭代地?cái)U(kuò)充帶標(biāo)記樣例集并重新訓(xùn)練，采用半監(jiān)督學(xué)習(xí)算法主要是對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行編碼設(shè)計(jì)，本文采用高斯差分雙線性映射方案對(duì)傳統(tǒng)的混沌調(diào)制導(dǎo)頻信號(hào)通信系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，得到驅(qū)動(dòng)一響應(yīng)式混沌保密通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

算法設(shè)計(jì)如下：

通過(guò)半監(jiān)督學(xué)習(xí)主要利用大量的無(wú)標(biāo)記樣例，根據(jù)驅(qū)動(dòng)一響應(yīng)式混沌保密通信的混沌函數(shù)的極大熵原理得到中第i行第j列的導(dǎo)頻加密數(shù)據(jù)分布為。對(duì)于第t次迭代操作中的一致性無(wú)標(biāo)記樣例ConsistentU，可將t標(biāo)記為H2(X)并加入且的訓(xùn)練集，對(duì)對(duì)泛函子方陣進(jìn)行奇異分解得到：

對(duì)輔助學(xué)習(xí)器H在第t次迭代操作中，需對(duì)第1，2，…，f次迭代中測(cè)試錯(cuò)誤的樣例學(xué)習(xí)，利用初始訓(xùn)練集驗(yàn)證集中測(cè)試錯(cuò)誤的樣例Fdata，求解驅(qū)動(dòng)一響應(yīng)式混沌掩蓋通信的混沌調(diào)制導(dǎo)頻信號(hào)的對(duì)稱(chēng)加密約束條件為：

綜上分析，本文采用的基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)算法驅(qū)動(dòng)一響應(yīng)式混沌掩蓋通信導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)稱(chēng)加密原理如圖2所示。

由上述分析可見(jiàn)，導(dǎo)頻信號(hào)需要通過(guò)加密方法實(shí)現(xiàn)同步控制，對(duì)保密通信的同步導(dǎo)頻控制信號(hào)加密采用Co-training監(jiān)督學(xué)習(xí)加密算法，無(wú)法獲得足夠泛化性能的控制密鑰，承載信息信號(hào)所引起的導(dǎo)頻信號(hào)的抗噪性能差，加密性能不好，本文提出采用高隨差分雙線性映射的導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)稱(chēng)加密算法實(shí)現(xiàn)算法改進(jìn)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與算法實(shí)現(xiàn)

本文采用高斯差分雙線性映射算法對(duì)傳統(tǒng)的監(jiān)督學(xué)習(xí)下驅(qū)動(dòng)一響應(yīng)式混沌掩蓋通信導(dǎo)頻信號(hào)加密算法進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻信號(hào)的對(duì)稱(chēng)加密，該機(jī)思想描述為：在AR-Tri-training訓(xùn)練過(guò)程中減少錯(cuò)誤標(biāo)記的無(wú)標(biāo)記樣例數(shù)，采用高斯差分雙線性映射從而使學(xué)習(xí)器獲得較好的學(xué)習(xí)效果，提高分類(lèi)精度，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)加密。

改進(jìn)的基于高斯差分雙線性映射的保密通信系統(tǒng)的堆成加密算法。

基于高斯差分雙線性映射的對(duì)稱(chēng)加密策略表示為對(duì)已標(biāo)記樣本的一種重采樣策略，然而半監(jiān)督學(xué)習(xí)主要利用大量的無(wú)標(biāo)記樣例，為實(shí)現(xiàn)保密通信和混沌調(diào)制的同步控制，將混沌同步和混沌調(diào)制分別由兩個(gè)（或多個(gè)）存在主從關(guān)系、不一定相同的混沌系統(tǒng)完成（當(dāng)僅有一個(gè)混沌系統(tǒng)時(shí)，混沌同步控制的混沌信號(hào)作為導(dǎo)頻信號(hào)，獨(dú)立于調(diào)制了信息信號(hào)的混沌信號(hào)傳輸。

得到通信收發(fā)兩端的混沌模型滿足，則：

求解t+l時(shí)刻通信系統(tǒng)發(fā)送端導(dǎo)頻信號(hào)加密的時(shí)延D’L+1和隊(duì)長(zhǎng)序列L’L+1：

三、數(shù)據(jù)性能測(cè)試與分析

為了驗(yàn)證算法性能，采用數(shù)據(jù)測(cè)試仿真實(shí)驗(yàn)的方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，仿真實(shí)驗(yàn)得到半監(jiān)督學(xué)習(xí)下驅(qū)動(dòng)一響應(yīng)式混沌掩蓋通信導(dǎo)頻加密Sprott混沌系統(tǒng)I的混沌吸引子如圖3所示。圖中(a)和(b)分別表示Sprottd加密系統(tǒng)I的xl-x2平面奇怪吸引子和xl-x3平面奇怪吸引子，從圖可見(jiàn)，采用本文方法構(gòu)建的加密系統(tǒng)進(jìn)行混沌編碼，具有較大的非線性特性，保密性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)混沌通信的調(diào)制、解調(diào)與反向混沌同步控制。

分析結(jié)果可見(jiàn)，采用本文算法能有效改進(jìn)傳統(tǒng)Tri-training算法引起積累噪聲以及無(wú)標(biāo)記樣例利用率低的問(wèn)題，本文算法具有降低噪聲的能力，隨著樣本數(shù)的增加，加密性能越好，這是因?yàn)楸疚乃惴ńY(jié)合導(dǎo)頻信號(hào)保密通信系統(tǒng)混沌編碼吸引的富信息策略與輔助策略，充分利用了無(wú)標(biāo)記樣例信息，有效地降低了誤標(biāo)記樣例，實(shí)現(xiàn)保密通信的調(diào)制、解調(diào)與反向?qū)ьl對(duì)稱(chēng)加密同步控制。通過(guò)本文算法，能使得通信系統(tǒng)中已調(diào)信號(hào)既能實(shí)現(xiàn)同步控制又能保證承載信息信號(hào)實(shí)現(xiàn)加密傳輸?shù)墓δ?，使其?dú)立完成信道傳輸兩端通信收發(fā)，增強(qiáng)信道的抗噪性能。

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