2、神经网络与密码学：对抗与共生

神经网络与密码学：对抗与共生

1. 背景与动机

神经网络（NNs）与密码学之间的关系复杂多样，二者在某些场景下相互对抗，而在另一些场景中又能协同构建有益的系统。当前已有一些关于人工智能与密码学关系的调查研究，但存在诸多不足。部分旧调查所涉及的技术已与当下讨论无关，新调查的研究领域又过于狭窄，难以洞察该领域的未来发展。一些调查仅涵盖了密码学 - 神经网络二分法的有限方面，部分研究内容陈旧，还有些未能着眼于该领域的未来。

1.1 现有调查

以下按发表年份简要介绍一些相关调查：
- 1998 年的一项调查聚焦于细胞神经网络（CeNNs）在布尔映射实现中的应用，以及细胞自动机（CeA）在数据加密中的应用。
- 2008 年的研究回顾了神经网络在私钥系统、图像加密方案、伪随机数生成以及数字水印分析与生成中的应用。
- 2016 年，有调查涉及神经网络改进的密码系统受到的攻击，以及神经网络在密码方案改进中的作用。同年，还有研究对基于神经网络的密钥交换方案和量子密钥管理系统进行了比较，认为基于神经网络的密钥交换更具实用性，但在实际应用方面仍需进一步发展，且相关理论需增强对非常规攻击的抵抗力。
- 2019 年的调查得出了与 2016 年类似的结论。
- 2020 年，有研究回顾了适用于医学图像的基于神经网络的图像加密技术。
- 2021 年的调查在以往基于神经网络的密码方案研究基础上，回顾了针对这些方案的现有攻击及相应对策，发现密码学神经网络正朝着提供低计算成本的加密解决方案和成为可行的后量子加密原语两个方向发展。

1.2 现有调查总结

为便于查看现有调查的不足并与本研究进行比较，以下表