Outage probability of selective decode and forward relaying with secrecy constraints
研究了在保密约束条件下解码转发中继中机会中继选择的中断概率。我们推导出封闭形式的中断概率的表达式。基于分析结果,渐近性能进行了研究。仿真结果验证了性能分析的准确性。
2011-11-15 cs.IT math.IT
Closed-Form Expressions for Relay Selection with Secrecy Constraints
一个机会中继选择的基础上瞬时知识的信道被认为是增加对窃听者的安全性。推导了协作网络采用解码转发(DF)和放大转发(AF)策略时的平均保密率和中断概率的封闭表达式。这些技术证明了分析和仿真结果。
2010-04-08 cs.IT math.IT
Physical Layer Security in Relay Networks with Outdated Relay Selection
研究了在协作中继网络中,当窃听者截取源节点和目的节点之间的信道时,在过时中继选择的情况下,协作中继网络的保密性能。基于机会中继选择算法在N个中继中选择最佳中继,由于过时的信道状态信息,该最佳中继在传输时可能不是最佳中继。我们推导出非零保密容量,保密中断概率,遍历保密容量的封闭形式的解析表达式。最后,数值结果验证了理论分析的正确性,并给出了详细的讨论和启示。
2021-10-21 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Secrecy Fading Channels Under Spectrum-Sharing Constraints
在频谱共享技术中,次用户可以利用主用户的许可频带,只要其对主用户的干扰低于可容忍值。在本文中,我们考虑的情况下,一个次要用户是在一个主要用户和窃听者的存在下操作。因此,次用户具有干扰限制和安全考虑。在这种情况下,我们研究了衰落环境中的机会频谱共享信道的保密容量限制,并研究了在主用户处具有全局信道侧信息(CSI)的平均和峰值接收功率约束下的次用户的最优功率分配。此外,在窃听者的CSI的情况下,我们研究了平均功率约束下的最优功率分配,并提出了一种次优的开/关功率控制方法。
2010-09-30 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Capacity of Fading Channels
本文研究了在平坦衰落信道下中断约束下的点到点安全通信。更具体地说,我们扩展了中断容量的定义以考虑保密约束,并在对发射机CSI(信道状态信息)的两种不同假设下获得了相应基本限制的尖锐特征。首先,我们发现中断保密容量假设发射机具有完善的知识的合法和窃听信道增益。在这种情况下,容量实现方案依赖于合法节点之间机会性地交换私钥。这些密钥存储在密钥缓冲区中,稍后使用Vernam的一次性密码本技术来保护延迟敏感数据。然后,我们将我们的结果扩展到更实际的情况下,假设发射机只知道合法的信道增益。在这里,我们的可验证性参数依赖于隐私放大技术来生成秘密密钥位。在这两种情况下,我们还描述了最佳功率控制策略,有趣的是,原来是一个明智的组合,信道反转和最佳遍历策略。最后,我们分析了关键缓冲区溢出对整体中断概率的影响。
2011-12-13 cs.IT math.IT
UAV-Enabled Cooperative Jamming for Improving Secrecy of Ground Wiretap Channel
该文提出了一种新的无人机移动干扰方案,以提高地面窃听信道的保密率。具体地,采用UAV来发射干扰信号以对抗窃听。这种移动干扰方案特别有吸引力,因为支持UAV的干扰机可以飞近窃听者,并通过利用UAV的移动性来机会性地干扰窃听者。我们的目标是最大限度地提高平均保密率,通过联合优化无人机的轨迹和干扰功率在给定的飞行时间。为了使问题更容易处理,我们驱动一个封闭形式的下界可实现的保密率,基于此无人机的轨迹和发射功率交替优化的高效迭代算法,采用块坐标下降和连续凸优化技术。仿真结果表明,所提出的联合设计可以显着提高所考虑的窃听系统的保密率相比,基准计划。
2018-10-13 cs.IT math.DS math.IT
Cooperative Resolvability and Secrecy in the Cribbing Multiple-Access Channel
我们研究了离散无记忆多址信道的可分辨性,即,在输入处所需的随机性的量的表征以近似地产生所选择的I.I. D。根据KL发散度进行输出分配。当一个编码器cribs(i)其他编码器的输入;或其他编码器的输出,(ii)非因果关系,(iii)因果关系,或(iv)严格因果关系时,我们分析可分辨率。对于场景(i)-(iii),我们精确地表征信道可分辨区域。对于(iv),我们提供了信道可解析区域的内部和外部边界;我们可实现性结果的关键是使用块马尔可夫编码方案来处理严格的因果关系约束,其中块之间的依赖关系被适当隐藏。最后,我们利用信道可解析性的结果,推导出可实现的保密率区域的强保密约束下的每一个剽窃的情况。
2018-11-28 cs.IT math.IT
Security Analysis in Multicasting over Shadowed Rician and α-μ Fading Channels: A Dual-hop Hybrid Satellite Terrestrial Relaying Network
在这个5G技术时代,对高数据率的不断增长的需求导致研究人员开发混合卫星-地面(HST)网络作为传统蜂窝地面系统的替代。由于HST网络遭受的掩蔽效应,可以通过采用地面中继策略来减轻,在这项工作中,我们专注于无线组播通过HST中继网络(HSTRN),其中一个卫星发送消息到多个地面节点通过多个中继下的窃听多个窃听者的努力。我们关心的是保护组播消息被窃听利用著名的机会主义中继技术。我们认为卫星链路遵循阴影莱斯衰落,而地面链路经历α-μ衰落。HSTRN模型的保密性能是通过推导非零保密组播容量、遍历保密组播容量和安全中断概率的封闭形式的组播概率表达式来实现的。利用派生的表达式,我们分析了如何可以保持一个完美的保密水平,尽管恶劣的信道条件,也提出了一个保密权衡中继,多播用户和多个窃听者的数量。最后,数值分析证实通过蒙特卡罗模拟。
2021-07-03 cs.IT math.IT
Can Marton Coding Alone Ensure Individual Secrecy?
对于存在窃听者的通信,在代码设计中经常使用随机分量来伪装来自窃听者的信息。在没有窃听者的广播信道中,Marton纠错编码包括允许表示独立消息的辅助随机变量之间的相关的随机分量。本文研究了在有被动窃听者的两接收机离散无记忆广播信道中,单独使用Marton编码是否能保证个人保密性。我们的研究结果表明,根据Wyner保密编码的原则,这是可能的,单独的Marton编码保证个人的保密性。然而,这伴随着需要更严格的信道条件的惩罚。
2021-03-05 cs.IT math.IT
Secrecy Performance of α-κ-μ Shadowed Fading Channel
通过获得平均保密容量、安全中断概率和严格正保密容量的新的封闭表达式,研究了α- \k{appa} -μ shaded(AKMS)衰落信道下无线框架的物理层安全性.推导出了在高信噪比条件下,为了获得保密分集增益,SOP的下界以及SOP的渐近表达式。利用这些表达式,由于同时发生的衰落和阴影的后果进行量化。最后,Monte-Carlo模拟证明,以评估表达式的正确性。
2021-09-03 cs.IT math.IT
Achieving both positive secrecy rates of the users in two-way wiretap channel by individual secrecy
研究了双向窃听信道的个体保密性,其中两个合法用户的消息分别保证对外部窃听者的安全。一方面,在某些通信场景中,联合保密不可能同时达到两个用户的正保密率。另一方面,个人保密性满足了许多实际通信系统的保密要求。因此,首先,一个可实现的保密率区域推导出一般的双向窃听信道与个人保密。在确定性信道中,个体秘密的保密容量区域大于联合秘密的保密容量区域;其次,给出了一般双向窃听信道和两类特殊双向窃听信道的保密容量区域的外界,并通过二进制输入双向窃听信道和退化高斯双向窃听信道探讨了保密容量区域的内界和外界之间的差距。最重要的是,建立了异或信道和退化高斯双向窃听信道的保密容量域,并证明了退化高斯双向窃听信道在单独保密约束下的安全和速率严格大于联合保密约束下的安全和速率.
2017-07-19 cs.IT math.IT
Keys through ARQ
本文提出了一种新的框架共享密钥使用著名的自动重传请求(ARQ)协议。建议的密钥共享协议不假设任何先验知识的信道状态信息(CSI),但,利用可用的机会保密增益,仅使用一个比特的反馈,在ACK/NACK的形式。在我们的方法中,多个ARQ时期之间的关键位的分布,允许减轻在早期的作品中观察到的保密中断现象。我们的特点所提出的方案的信息理论的限制,在不同的假设下的信道空间和时间的相关函数,并开发低复杂度的显式实现。我们的分析揭示了一个新的角色,“哑天线”在克服空间相关性的负面影响,合法和窃听信道之间,可实现的保密率。我们进一步开发了一种自适应速率分配策略,通过利用信道的时间相关性来实现更高的保密率。最后,我们的理论主张验证了数值结果,建立非零保密率的可验证性,即使当窃听信道的噪声较低,平均而言,比合法的信道。
2009-08-01 cs.CR cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of Block Fading Channels with a Hybrid Adversary
我们考虑一个块衰落窃听信道,其中发射机试图安全地发送消息到接收机中存在的混合半双工对手,任意决定要么堵塞或窃听的发射机到接收机的信道。我们提供了各种可能性的接收器反馈的保密能力的界限,并显示特殊情况下,界限是紧的。我们表明,没有任何反馈,从接收机,保密容量为零,如果发射机到对手的信道随机主导的有效发射机到接收机的信道。然而,保密容量是非零的,即使当接收器被允许在每个块的末尾仅反馈一个比特时。我们新的可实现策略提高了文献中提出的非混合对抗模型的速率。我们还分析了多个对手和延迟约束对保密能力的影响。我们表明,我们的新的分时方法导致积极的保密率,即使在严格的延迟限制。
2013-11-30 cs.IT math.IT
Secure Broadcasting
将Wyner的窃听信道扩展到并行广播信道和多接收机衰落信道。在本文的第一部分中,我们考虑了一个发送者,多个预期的接收者和一个窃听者的并行广播信道的设置。我们研究的情况下,发送者广播一个共同的消息或独立的消息,以预期的接收器。我们推导出上界和下界的共同消息保密能力,这是一致的,当用户被降级。对于独立消息的情况,我们建立了当用户身份降级时的保密和容量。在本文的第二部分中,我们将我们的结果衰落信道:完美的信道状态信息的所有预期的接收机是全球已知的,而窃听者信道是已知的只有她。对于共同的消息的情况下,一个有点令人惊讶的结果被证明:一个积极的速率可以独立于预期的接收机的数量。对于独立消息,提出了一种机会传输方案,该方案在接收者数目较大的情况下实现了保密和容量。我们的研究结果表明,快速衰落信道模型。块衰落模型的扩展进行了讨论。
2007-02-16 cs.IT math.IT
Secrecy Analysis of Physical Layer over $κ-μ$ Shadowed Fading Scenarios
本文研究了主信道和窃听信道均经历$κ-μ$阴影衰落信道时的物理层保密性分析。特别地,利用经典的Wyner窃听模型,导出了平均保密容量(ASC)、安全中断概率(SOP)、SOP下界(SOP $^L$)和严格正保密容量概率(SPSC).对于衰落参数的两种不同情形,即,研究了表征阴影效应的$μ$和$m$。这些参数首先被选择为任意的数字,因此性能度量被表示为具有多元Meijer $G$ -函数的单个无穷级数。在第二种情况下,上述两个衰落参数被假定为整数,以获得在简单的精确的封闭形式的解析数学上易于处理的表达式中的导出结果。通过Monte Carlo模拟验证了该分析的数值结果。
2018-04-24 cs.IT math.IT
Defeating the Eavesdropper: On the Achievable Secrecy Capacity using Reconfigurable Antennas
在本文中,我们考虑在慢衰落无线信道中存在窃听者的机密信息的传输。我们提出了一种传输方案,采用一个可重新配置的天线在每个合法的合作伙伴,而窃听者使用一个传统的天线。可重构天线可以随着时间的推移切换其传播特性,从而感知不同的衰落信道。它示出,没有信道侧信息(CSI)在合法的合作伙伴,主信道可以被转换成遍历制度提供严格的中断约束的\textit{secrecy capacity}增益。如果合法合作伙伴有部分或全部的信道侧信息(CSI),一种选择多样性,可以应用提高最大的秘密通信速率。在这种情况下,衰落是朋友而不是敌人。
2014-02-05 cs.IT math.IT
Cooperative Rate-Splitting for Secrecy Sum-Rate Enhancement in Multi-antenna Broadcast Channels
在本文中,我们采用协作速率分裂(CRS)技术,以提高多输入单输出(MISO)广播信道(BC)的秘密和速率(SSR),由两个合法用户和一个窃听者,在所有节点上提供完美的信道状态信息(CSI)。对于基于三节点中继信道的CRS,发送端基于速率拆分(RS)将合法用户的消息拆分并编码为公共流和私有流。以最大化SSR为目标,建议CRS策略机会主义地要求中继合法用户转发其解码的公共消息。在传输过程中,窃听者一直默默地窃听。为了确保安全传输,公共消息用于双重目的,既用作期望消息又用作人工噪声(AN),而与传统AN设计相比不消耗额外的发射功率。在考虑总功率约束和物理层(PHY)安全性的前提下,基于顺序凸近似(SCA)算法求解非凸SSR最大化问题,对预编码器和时隙分配进行联合优化。仿真结果表明,该CRS安全传输方案优于现有的多用户线性预编码(MU-LP)和协作非正交多址接入(C-NOMA)策略。因此,CRS是增强多天线BC系统中的PHY安全性的有前景的策略。
2020-06-03 cs.IT eess.SP math.IT
Two-Way Wiretap Channel under Mixed Secrecy Constraint
Volkswagen Infotainment GmbH(大众车载娱乐有限公司);School of Data Science, The Chinese University of Hong Kong Shenzhen(香港中文大学深圳校区数据科学学院);International Quantum Academy, Shenzhen(深圳国际量子研究院);Graduate School of Mathematics, Nagoya University(名古屋大学大学院数学研究科)
研究混合保密约束下双向窃听信道,用非自适应构造等方法获指数误差和泄漏界,推导强混合保密可达区域,恢复弱单边单字母内界,整体自适应可达区域含非自适应构造及可能更大的密钥交换子区域。
2026-07-28 cs.IT math.IT
EMF-Constrained Artificial Noise for Secrecy Rates with Stochastic Eavesdropper Channels
针对随机窃听信道,在EMF暴露约束下优化ε中断保密速率,提出闭式SOP计算与凸优化迭代方法,发现BS与UE人工噪声影响随约束严格程度变化。
2023-12-22 cs.IT math.IT
Secrecy Performance Analysis of Space-to-Ground Optical Satellite Communications
本文针对星地FSO卫星链路,在Fisher-Snedecor湍流信道下推导了平均保密容量、保密中断概率和严格正保密容量的闭合表达式,并揭示了卫星高度、天顶角和湍流强度对物理层安全性能的显著影响。
2024-02-21 cs.IT eess.SP math.IT
Feedback-Based Collaborative Secrecy Encoding over Binary Symmetric Channels
在本文中,我们提出了一个反馈方案传输秘密消息之间的两个合法的当事人,在窃听通信链路。相对于Wyner的传统编码方案\cite{wyner1},我们的基于反馈的编码往往会产生更大的速率模糊区域和可实现的保密率。更重要的是,通过利用反馈信道中固有的信道随机性,我们的方案实现了严格的正保密率,即使窃听者的信道比合法接收器的信道噪声小。所有通道都被建模为二进制和对称(BSC)。我们证明了我们的基于反馈的编码方法的多功能性,通过使用它在三个不同的配置:独立的配置,混合配置(当它与怀纳的计划\cite{wyner1}),和反向配置。根据不同的信道条件,显着改善Wyner的保密能力,可以观察到在所有配置。
2009-09-28 cs.CR cs.IT math.IT
On the Secrecy Degrees of Freedom of Multi-Antenna Wiretap Channels with Delayed CSIT
假设发送端有延迟的信道状态信息(CSI),且每个接收端知道自己的瞬时信道,研究了高斯多输入单输出(MISO)窃听信道的保密自由度(SDoF).我们首先表明,一个严格的积极SDOF可以保证发射机延迟CSI(无论是在合法的信道或/和窃听信道)。特别地,在两个信道上具有延迟CSI的情况下,示出了最优SDoF为2/3。然后,我们将结果推广到两个用户的高斯MISO广播信道的机密消息和特征的SDOF区域时,发射机延迟CSI的两个接收机。有趣的是,利用几个时间实例的人工噪声方案被示出为提供最佳的SDoF区域,通过掩蔽机密消息到非预期的接收器,同时对准每个接收器处的干扰。
2011-08-05 cs.IT math.IT
A Compressed Sensing Wire-Tap Channel
研究了一种受压缩感知启发的乘性高斯窃听信道。上下限的保密能力的推导,并示出相对紧的大系统限制的一大类压缩传感矩阵。令人惊讶的是,它示出,该信道的保密容量几乎等于没有任何保密约束的能力,只要窃听者的信道是严格差于预期的接收器的信道。换句话说,窃听者几乎可以看到一切,但几乎什么也学不到。这种行为与许多通常研究的窃听信道形成鲜明对比,这是因为少量的线性投影可以在估计稀疏向量的能力方面产生至关重要的差异。
2011-05-13 cs.IT math.IT
Physical Layer Security over Fluctuating Two-Ray Fading Channels
确保毫米波(mmWave)通信的物理层安全性(PHY安全性)是5G成功的关键因素之一。最近的现场测量表明,传统的衰落模型不能准确地模拟毫米波信号的随机波动。为了应对这一挑战,波动双射线(FTR)衰落模型已被提出。在这封信中,我们全面分析了FTR衰落信道上毫米波通信的PHY安全性。更具体地说,我们推导出重要的物理安全指标,如平均保密能力,保密中断概率,严格的正保密能力的概率,简单的功能的解析表达式。数值结果验证了信道参数对物理层安全性的影响。
2018-05-31 cs.IT math.IT
On the Secrecy Performance of $α$-$\mathcal{F}$ Channels with Pointing Errors
该研究针对存在指向误差的$\alpha$-$\mathcal{F}$衰落信道,推导了被动与主动窃听场景下多项物理层安全指标的解析表达式,开展渐近分析并通过仿真验证,所有表达式均为原创。
2025-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Enormous Fluid Antenna Systems (E-FAS) under Correlated Surface-Wave Leakage: Physical Layer Security
University College London(伦敦大学学院);Kyung Hee University(庆熙大学);Aalto University(阿尔托大学);Hong Kong Metropolitan University(香港都会大学)
本文研究了E-FAS辅助下行传输的保密分析框架,考虑多输入单输出(MISO)窃听设置,引入相关表面波泄漏模型,推导了保密 outage 概率和 ergodic 保密率的表达式,揭示了保密性能与传输功率、人工噪声及路由增益的关系。
2026-03-26 cs.IT math.IT
Polynomial-Time, Semantically-Secure Encryption Achieving the Secrecy Capacity
在窃听信道设置中,一个目的是仅基于从发送者到接收者的信道比从发送者到对手的信道噪声更大的假设来获得通信数据的信息论隐私。保密容量是一个安全方案的最优(可能的最高)速率,并且已经证明了实现它的方案的存在。三十年来,最终的和未达到的目标一直是实现这一最佳速率的计划,是多项式时间。(This意味着加密和解密都是经过证明的多项式时间算法。)本文最后给出了这样一个方案。事实上,它做得更多。我们的计划不仅符合经典的概念,安全窃听文献,称为MIS-R(互信息安全的随机消息),但实现了严格更强的语义安全的概念,从而提供更多的安全性方面没有损失的速率。
2012-01-23 cs.CR cs.IT math.IT
On the Delay Limited Secrecy Capacity of Fading Channels
本文在两种不同的假设条件下,研究了平坦衰落信道下的延迟受限保密容量。第一种情况假设完美的先验知识的主要和窃听信道增益。在这里,上界和下界的安全延迟有限的能力推导和示出是紧在高信噪比(SNR)制度(广泛的一类信道分布)。在第二种情况下,假设只有主信道CSI在发射机处可用。值得注意的是,在这个假设下,我们建立了严格的延迟约束下的非零安全速率(广泛的一类信道分布)的可扩展性。在这两种情况下,我们的可验证性参数是基于一个新的两阶段的方法,克服了早期作品中观察到的保密中断现象。
2009-05-01 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy Capacity Analysis over $κ-μ$ Fading Channels: Theory and Applications
在本文中,我们考虑的传输机密信息的$κ$ - $μ$衰落信道中存在的窃听者,谁也观察到$κ$ - $μ$衰落。特别是,我们得到了新的分析解决方案的概率严格正保密容量(SPSC)和下限的安全中断概率(SOP $^L$)的信道系数是积极的,真正的,独立和非同分布($i.n.i.d.$)。我们还提供了一个封闭形式的表达式的概率SPSC时,$μ$参数被假定为只采取正整数值。然后,我们应用导出的结果来评估系统的保密性能的平均信噪比(SNR)作为$κ$和$μ$衰落参数的函数。我们观察到,对于固定值的窃听者的平均SNR,在主信道的平均SNR的增加产生较高的概率SPSC和较低的安全中断概率(SOP)。还发现,当主信道经历比窃听者的信道更高的平均SNR时,SPSC的概率提高,而SOP被发现随着合法信道的$κ$和$μ$的值的增加而降低。$κ$衰落模型的多功能性意味着本文中给出的结果可用于确定大量其他衰落场景的SPSC和SOP $^L$的概率,所述其他衰落场景例如瑞利、莱斯(Nakagami- $n$)、Nakagami- $m$、单侧高斯以及这些常见衰落模型的混合。此外,由于保密容量和同信道干扰的分析的二重性,这里给出的结果也将直接适用于在同信道干扰和背景噪声影响的无线系统中的中断概率的分析。
2015-07-23 cs.IT math.IT
On Effective Secrecy Throughput of Underlay Spectrum Sharing $α$-$μ$/ Málaga Hybrid Model under Interference-and-Transmit Power Constraints
基于认知无线电的混合射频/自由空间光(RF / FSO)系统因其能够解决频谱稀缺和频谱利用率不足的问题而成为一种很有前途的技术。因此,这项工作分析了认知RF / FSO混合网络的物理层安全方面,该网络包括一个主用户,一个次级源,一个次级接收器,和一个窃听者,其中的秘密通信发生在两个合法的次级对等体之间的RF和FSO链路同时进行,窃听者只能偷听RF链路。特别地,还考虑了次用户处的最大发射功率限制以及主用户处的可允许干扰功率限制。所有的RF链路被建模为具有$α$ - $μ$衰落,而FSO链路经历具有链路阻塞和指向误差损伤的Málaga(M)湍流。在接收端,利用选择组合分集技术来选择具有最佳电信号比(SNR)的信号。此外,推导了保密中断概率、严格正保密容量概率和有效保密吞吐量的封闭表达式,分析了保密性能。此外,衰落,主-副干扰,检测技术,链路阻塞概率,大气湍流和指向误差的影响进行了研究。最后,Monte-Carlo模拟证实了推导的表达式。
2021-11-12 cs.IT eess.SP math.IT
Physical-Layer Security of Pinching-Antenna Systems
Princess Sumaya University for Technology(公主苏玛耶科技大学);Universidade de Brasilia(巴西利亚大学);Hamad Bin Khalifa University(哈马德·本·哈利法大学);University of Jordan(约旦大学);Qatar University(卡塔尔大学)
研究夹捏天线系统在无损介质波导上的物理层安全性能,通过平均保密容量等指标评估,发现天线靠近合法用户或窃听者区域增大可提升保密性能。
2026-07-02 cs.IT math.IT
Secret key agreement for hypergraphical sources with limited total discussion
本文研究了在超图信源模型下,通过有限的完全公开讨论的多终端秘密密钥协商问题。秘密容量作为总讨论率的函数完全由多项式时间可计算线性规划来表征。与现有的解决方案相比,一个特定的hypergraphical源模型称为成对独立网络(PIN)模型,目前的结果是一个非平凡的扩展,因为它适用于严格较大的一类来源和更一般的情况下,涉及助手和窃听器的边信息。特别是,虽然现有的解决方案树包装可以严格次优的PIN模型与助手和超图源模型一般,我们可以证明,递减秘密密钥协议和线性网络编码是最佳的,解决了以前的猜想肯定。相反的是建立了一个单字母的离散无记忆多个源和个人的讨论率约束的保密能力上界。在界中涉及的极大极小优化可以放松,以给出最好的现有的上界的保密能力,如层压界的超图源,帮助集界的一般来源,在渐近零讨论率通过多元Gác-Körner共同信息的界,和下界的通信复杂性通过多元扩展的Wyner共同信息。这些减少统一了现有的边界技术,并揭示了看似不同的信息理论概念之间令人惊讶的联系。在这项工作中提出了进一步的挑战,随着一个简单的例子,有限的线性源,目前的逆技术失败,即使建议的实现方案仍然是最佳的。
2019-11-27 cs.IT math.IT
On the Optimality of Secret Key Agreement via Omniscience
对于私有源模型下的多终端秘密密钥协商问题,已知最大密钥速率,即,保密能力可以通过全知通信来实现,但是全知策略在最小化公共讨论率方面可能是严格次优的。虽然一个单字母的表征是不知道的最低讨论率需要实现的保密能力,我们推导出单字母的下限和上限,产生一些简单的条件,全知是讨论率最优。这些条件足以推导出最优的全知的一大类来源,包括超图来源。通过插图和例子,我们探索其他源模型,我们的方法不容易扩展。
2018-01-05 cs.IT math.IT
Wiretap Channel with Causal State Information
在编码器和解码器的状态信息可因果窃听信道的保密容量的下限成立。下限被证明是严格大于非因果的情况下,刘和陈。可验证性证明使用块马尔可夫编码,香农策略,并从共同的状态信息的密钥生成。每个块末尾的状态序列用于生成密钥,该密钥用于提高下一个块中机密消息的传输速率。上界的保密能力时,国家是非因果关系在编码器和解码器的建立,并示出符合几类窃听信道的状态与下界。
2010-06-02 cs.IT math.IT
Wiretap Channels with Random States Non-Causally Available at the Encoder
我们研究了状态相关(SD)窃听信道(WTC)与非因果信道状态信息(CSI)的编码器。该模型将CSI可用性的所有其他实例作为特例,并要求有效利用状态序列以实现可靠性和安全性目的。一个关于second-capacity的下限,它改进了Prabhakaran等人发表的先前最著名的结果,是基于一种新的叠加编码方案。我们的可分解性产生了一类SD-WTC分解成两个WTC的产品,其中一个是独立的状态和其他一个只依赖于状态的确切的secondary容量表征。这些结果是在严格的语义安全度量下得出的,该度量要求所有消息分发的信息泄漏可以忽略不计。
2019-05-28 cs.IT math.IT
On Strong Secrecy for Multiple Access Channels with States and Causal CSI
本文研究了具有因果CSI的状态相关多址接入窃听信道的强保密通信,提出了两种基于窃听编码和密钥协商的分组马尔可夫编码方案,并给出了内界和外界,证明了其在特定条件下的最优性。
2023-06-25 cs.IT math.IT
A New Achievable Region of the $K$-User MAC Wiretap Channel with Confidential and Open Messages Under Strong Secrecy
本文针对K用户多址接入窃听信道,利用Fourier-Motzkin消元法与数学归纳法结合辅助消息策略,在强保密条件下导出了严格优于已有结果的新可达区域。
2024-07-02 cs.IT math.IT
Quantum Advantage in Multiple Access Wiretap Channels with Entangled Transmitters
Department of Electrical Engineering, Columbia University(哥伦比亚大学电气工程系)
本文研究多址窃听信道中发射机共享纠缠的安全通信,推导可达速率区域、保密容量正则化表达式及单字母上界,证明纠缠严格提升保密容量,并建立新的强软覆盖引理。
2026-09-09 cs.IT math.IT quant-ph
Semantic Communication-assisted Physical Layer Security over Fading Wiretap Channels
本文提出语义通信辅助的物理层安全框架,将语义信号作为携带信息的人工噪声干扰窃听者,通过联合优化功率分配和译码顺序最大化遍历保密速率,并设计了最优与次优算法,显著提升衰落窃听信道下的安全性能。
2024-02-22 cs.IT math.IT
Multiple Access Wiretap Channel with Noiseless Feedback
无线通信系统上行链路的物理层安全通常被建模为多址窃听信道(MAC-WT),近年来受到了广泛的关注。在本文中,MAC-WT已被重新考虑的情况下,合法的接收机反馈他的接收信道输出通过两个无噪声的信道,分别返回到发射机。该模型被称为具有无噪声反馈的MAC-WT。给出了该反馈模型的保密容量区域的内界和外界。具体地说,我们首先在该反馈模型的保密容量区域上给出一个解码转发(DF)内界,该内界是通过允许每个发送器从反馈中解码另一个发送器发送的消息来构造的,然后每个发送器使用解码的消息重新编码自己的消息,即,该DF内边界允许独立的发射机彼此协作。然后,我们提供了一个严格大于DF内界的混合内界,它是通过使用反馈作为一种工具,不仅允许独立的发射机相互合作,而且还产生两个秘密密钥之间的合法接收机和两个发射机共享。最后,我们给出了该反馈模型的秘密容量区域的一个sato型外界。本文的结果通过一个高斯分布的例子得到了进一步的解释。
2017-01-15 cs.IT math.IT
Multi-terminal Strong Coordination subject to Secrecy Constraints
本文研究多址接入窃听信道下的安全多终端强协调问题,提出基于协调编码与窃听编码的可达速率区域,并在特殊条件下给出完整刻画,同时证明编码器间的 cribbing 协作可严格扩大可达速率区域。
2024-11-21 cs.IT math.IT
The Two-Way Wiretap Channel: Achievable Regions and Experimental Results
这项工作认为,双向窃听信道中,两个合法的用户,爱丽丝和鲍勃,希望交换信息安全的存在下,一个被动的窃听夏娃。在全双工的情况下,每个节点可以同时发送和接收,我们获得了新的可实现的保密率区域的基础上,允许两个用户,以共同优化他们的信道前缀分布和装箱码本,除了密钥共享的想法。新的区域被证明是严格大于已知的一类广泛的离散无记忆和高斯信道。在半双工的情况下,用户只能在任何给定的自由度上发送或接收,我们引入了随机调度的思想,并建立了显着的增益,它提供了可实现的保密和速率。我们进一步开发了基于IEEE 802.15.4启用传感器板的实验设置,并使用该测试平台来表明,可以利用通信的双向性质,通过适当随机化的发射功率电平和传输时间表,在无噪声的前夕引入显着的模糊性。
2011-10-01 cs.IT math.IT
Secure Communication in MIMOME Movable-Antenna Systems with Statistical Eavesdropper CSI
School of Cyber Science and Engineering, Southeast University(东南大学网络空间安全学院);National Key Laboratory of Wireless Communications, University of Electronic Science and Technology of China(电子科技大学无线通信国家重点实验室)
本文提出了一种基于随机矩阵理论的优化框架,用于在具有统计窃听者信道状态信息的MIMOME系统中提升安全通信性能。
2026-01-21 cs.IT math.IT
Moving or Predicting? RoleAware-MAPP: A Role-Aware Transformer Framework for Movable Antenna Position Prediction to Secure Wireless Communications
本文提出RoleAware-MAPP,一种角色感知Transformer框架,将可移动天线定位重构为预测任务,通过角色嵌入、物理语义特征和复合损失提升物理层安全,在3GPP仿真中显著优于基线。
2025-10-23 cs.IT math.IT
Security Performance Analysis of Physical Layer over Fisher-Snedecor $\mathcal{F}$ Fading Channels
在这封信中,Fisher-Snedecor $\mathcal{F}$衰落信道的物理层安全性能分析的影响。特别是,平均保密容量(ASC),安全中断概率(SOP),下限的SOP(SOP $^L$),严格正安全容量(SPSC)推导出精确的封闭式表达式。Fisher-Snedecor $\mathcal{F}$衰落信道是由Nakagami- $m$分布表示的多径/阴影衰落的合成。此外,它提供了更接近实际测量比广义$K$($K_G$)衰落信道的结果。为了验证我们的分析,数值结果肯定了蒙特卡罗模拟。
2018-05-19 cs.IT math.IT
MIMO Wiretap Channel under Receiver Side Power Constraints with Applications to Wireless Power Transfer and Cognitive Radio
我们认为多输入多输出(MIMO)窃听信道下的最小接收端功率约束,除了通常的最大发射端功率约束。这个问题是由具有无线能量传输的能量收集通信激发的,其中附加的目标是除了向另一个接收器递送安全数据之外还向接收器递送最小量的能量。在本文中,我们描述了确切的秘密容量的MIMO窃听信道下的发射机和接收机侧的功率约束。我们首先表明,解决这个问题是等价于解决的保密能力的窃听信道的双边相关矩阵约束下的信道输入。我们展示了相反的扩展通道增强技术,我们的情况下。我们提出了两个可实现的方案,实现保密能力:第一个可实现的方案使用一个高斯码本与一个固定的平均值,和第二个可实现的方案使用人工噪声(或合作干扰)连同高斯码本。平均值或人工噪声的作用是在不牺牲安全速率的情况下实现能量传输。这是信道模型的第一个实例,其中对于MIMO窃听信道,使用平均信号或使用经由人工噪声的信道前缀是严格必要的。然后,我们扩展我们的工作,考虑最大接收端功率约束。这个问题是由认知无线电应用激发的,其中增加的目标是降低接收器处的接收信号能量(干扰温度)。我们进一步扩展我们的研究结果:需要在两个接收器的接收器侧的功率约束;考虑在两个接收器的保密约束,研究广播信道的机密消息;并删除保密约束,研究经典的广播信道。
2016-07-05 cs.CR cs.IT cs.NI
Uncertain Wiretap Channels and Secure Estimation
ACCESS Linnaeus Centre, KTH Royal Institute of Technology(林奈 ACCESS 中心,皇家理工学院)
研究了存在不确定性的窃听信道,定义了零错误保密容量,并探讨了在动态系统存在非随机干扰时,如何通过不确定窃听信道实现安全估计。
2016-05-01 cs.IT cs.SY eess.SY
Helper-Assisted Coding for Gaussian Wiretap Channels: Deep Learning Meets PhySec
University of Texas at Arlington(阿灵顿得克萨斯大学);Arizona State University(亚利桑那州立大学)
本文提出利用深度学习和密码学工具设计显式短块长编码,以提高高斯窃听信道中发射端与助手的合作安全性及信息保密性。
2026-01-28 cs.IT math.IT
Exploiting Channel Memory for Multi-User Wireless Scheduling without Channel Measurement: Capacity Regions and Algorithms
本文在两个假设下研究了多用户无线下行链路的基本网络容量:(1)信道没有被明确测量,因此瞬时状态是未知的;(2)信道被建模为ON/OFF马尔可夫链。这是一个需要探索的重要网络模型,因为在某些情况下,信道探测可能代价高昂或不可行。在这种情况下,我们可以使用具有来自先前传输的ACK/NACK反馈的信道存储器来提高网络吞吐量。计算封闭形式的容量区域的网络是困难的,因为它涉及到解决高维部分可观察马尔可夫决策问题。相反,在本文中,我们构建了一个内部和外部的能力区域的界限,表明该界限是紧的用户数是大的,流量是对称的。对于异构流量和任意数量的用户的情况下,我们提出了一个简单的依赖于带宽的策略,可以稳定的网络与任何数据率严格的内部容量范围内。稳定性分析使用了一种新的基于帧的李雅普诺夫漂移参数。外边界分析使用随机耦合和状态聚合约束的一个不安分的强盗问题的性能,使用相关的多臂强盗系统。我们的研究结果是有用的认知无线电网络,机会调度延迟/不确定的信道状态信息,和不安分的强盗问题。
2010-04-21 cs.IT cs.NI math.DS