Message Randomization and Strong Security in Quantum Stabilizer-Based Secret Sharing for Classical Secrets
通过在经典秘密的量子稳定器秘密共享方案的编码过程中引入消息随机化，提高了其访问结构设计的灵活性。我们推广Gilbert-Varshamov界的确定性编码的随机编码的经典秘密。我们还提供了一个显式的例子斜坡秘密共享方案，其经典秘密中的多个符号被透露给一个中间集，并证明了将传统的秘密共享的强安全性标准的必要性。最后，利用量子稳定子构造了一个显式的强安全Ramp秘密共享方案，在相同的共享大小和访问结构下，该方案比McEliece-Sarwate强安全Ramp秘密共享方案能够支持两倍于经典方案的大秘密.
2020-09-13 cs.CR cs.IT math.IT
Robust beamforming and jamming for enhancing the physical layer security of full duplex radios
在本文中，我们调查的物理层安全的全双工基站（BS）辅助系统在最坏的情况下，上行链路发射机（UT）和下行链路接收机（DR）都配备了一个天线，而一个强大的窃听器配备了多个天线。为了保证BS和UT发送的信号的机密性，提出了一种人工噪声（AN）辅助的保密波束形成方案，该方案对窃听信道和剩余自干扰信道的实际不完美状态信息都具有鲁棒性。我们的目标函数是最大化的最坏情况下的总和保密率所实现的BS和UT，通过联合优化的波束成形向量的机密信号和发送协方差矩阵的AN。然而，由此产生的优化问题是非凸和非线性的。为了高效求解，我们采用块坐标下降算法将非凸问题转化为一系列凸问题。我们调用一个线性矩阵不等式，找到其Karush-Kuhn-Tucker（KKT）的解决方案。为了评估可实现的性能，最坏情况下的保密率推导出解析。此外，我们利用投影矩阵理论构造了另一个保密传输方案，并进行了性能比较。仿真结果表明，所提出的鲁棒保密传输方案具有较好的保密性能，验证了该方法的有效性。
2019-03-26 cs.IT math.IT
Securing Full-Duplex Amplify-and-Forward Relay-Aided Transmissions Through Processing-Time Optimization
我们调查的全双工（FD）放大转发（AF）中继信道的物理层安全性。我们提供了一个新的角度来看这个问题，并表明，在继电器的处理时间（延迟）可以利用，以提高系统的安全性。我们发现，FD AF中继信道可以被看作是一个符号间干扰（ISI）的信道，因此，离散傅立叶变换（DFT）可以用于数据调制和解调转换的频率选择性信道平坦衰落信道的每个子信道/子载波。通过利用需要通过插入循环前缀来清除信道存储器的事实，Alice注入了仅伤害窃听节点的人工噪声（AN）信号。该AN信号的强度及其干扰等级由中继的处理时间控制。
2021-01-25 cs.IT math.IT
Secure Beamforming in Full-Duplex SWIPT Systems With Loopback Self-Interference Cancellation
由于无线信道的广播性质，安全性是全双工（FD）通信系统中的关键问题。针对具有自干扰抵消功能的频分多址无线信息与功率同步传输（FD-SWIPT）系统，提出了信息与人工噪声波束赋形向量的联合设计方法。为了保证FD-SWIPT系统的高安全性和能量收集性能，所提出的设计被公式化为能量传送率约束下的保密率最大化问题。虽然保密率最大化问题是非凸的，我们解决它通过半定松弛和二维搜索。我们证明了我们所提出的算法的最优性，并通过模拟展示其性能。
2018-01-08 cs.IT cs.NI math.IT
Securing Untrusted Full-Duplex Relay Channels in the Presence of Multiple External Cluster-Based Eavesdroppers
这封信调查的物理层的安全性，在无线合作网络中，通信是由一个全双工（FD）不可信的中继在多个外部窃听者的存在。被认为是一个基于集群的合谋窃听设置，其中具有共同利益的非法节点被分组在一个集群中。为了混淆不同的窃听集群，我们考虑在源节点的人工噪声辅助波束形成。此外，还采用了FD中继干扰技术，提高了系统的安全性。为了保持安全的通信对不可信的中继节点，FD目的地干扰方案。我们所提出的方案是设计的合法节点的信道状态信息的基础上。数值结果表明，数据和人工噪声之间的最佳功率分配因子取决于不同合谋窃听簇的天线总数。
2018-03-06 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Beamforming in Full-Duplex SWIPT Systems
由于无线信道的广播特性，物理层安全是全双工（FD）通信系统中的关键问题。提出了一种适用于频分多址无线信息与功率同步传输（FD-SWIPT）系统的信息与人工噪声波束赋形向量联合设计方法。为了保证FD-SWIPT系统的高安全性和能量收集性能，所提出的设计被制定为信息泄漏和能量约束下的和信息传输速率（SITR）最大化问题。此外，我们考虑的公平性问题之间的上行链路和下行链路的信息传输速率制定一个\mbox{fairness-aware} SITR最大化问题。虽然公式化的\mbox{SITR-maximization}和\mbox{fairness-aware} \mbox{SITR-maximization}问题是非凸的，我们解决他们通过半定松弛和一维搜索。我们提出的算法的最优性从理论上证明，并建立计算复杂度。此外，我们提出了两个次优的解决方案，制定的优化问题。在SITR最大化问题方面，数值结果表明，随着FD-BST最大发射功率的增加，两种次优算法中的一种算法的性能接近最优算法的性能。
2017-09-19 cs.IT math.IT
Perfectly Secure Key Agreement Over a Full Duplex Wireless Channel
本文提出一种基于全双工无线信道互易性的密钥生成方法，通过双稀疏盲解卷积方案实现无需探测信道的完美安全密钥协商，并给出密钥比特数下界及实验验证。
2024-04-23 cs.IT math.IT
Secure Full-Duplex Device-to-Device Communication
本文考虑在存在多个窃听者的下行链路MISO蜂窝系统中的全双工（FD）设备到设备（D2D）通信。D2D对共享分配给蜂窝用户（CU）的相同频带进行通信。由于D2D用户共享与CU相同的频率，因此基站（BS）和D2D传输彼此干扰。此外，由于有限的处理能力，D2D用户容易受到外部攻击。我们的目标是设计最佳的波束成形和功率控制机制，以保证安全的通信，同时提供所需的服务质量（QoS）的D2D链路。为了提高安全性，BS发送人工噪声（AN）。我们设计了强大的波束成形安全的消息，以及AN在最坏情况下的意义上，最大限度地减少总发射功率与不完美的信道状态信息（CSI）的所有链路在BS。这个问题是严格非凸的，有无穷多个约束。通过发现问题的隐凸性，我们得到了幂最小化问题的秩一最优解。
2017-09-07 cs.CR cs.IT math.IT
ROBin: Known-Plaintext Attack Resistant Orthogonal Blinding via Channel Randomization
基于正交盲的无线物理层安全方案的目的是通过向与主信道正交的信道中注入噪声并破坏窃听者的信号接收来实现安全通信。这些方法虽然实用，但已被证明容易受到多天线窃听者的攻击，他们可以从噪声中过滤消息。该漏洞的根源在于，尽管有噪声注入，但主信道状态仍然保持静态，这使得窃听者能够通过已知符号迅速估计它并过滤掉噪声。我们提出的方案利用可重构天线的爱丽丝在传输过程中迅速改变信道状态和压缩感知为基础的算法，她预测和消除变化的影响鲍勃。结果，Alice和Bob之间的通信保持畅通，而随机化的信道状态防止Eve发起已知明文攻击。我们正式分析了该方案对单天线和多天线窃听者的安全性，并确定其独特的抗窃听性能，由于人为创建的快速变化的信道。我们进行了大量的模拟和真实世界的实验，以评估其性能。实验结果表明，我们的方案可以抑制夏娃的攻击成功率的水平随机猜测，即使她知道所有的符号通过其他天线模式发送。
2020-02-18 cs.CR cs.IT math.IT
STAR-RIS-Assisted-Full-Duplex Jamming Design for Secure Wireless Communications System
提出一种STAR-RIS辅助全双工接收机发送干扰信号的安全通信方案，通过交替优化算法联合优化波束成形、相移和模式选择以最大化保密容量并消除自干扰，仿真验证了其优于传统自干扰消除技术的性能。
2023-09-08 cs.CR cs.IT math.IT
Adaptive Full-Duplex Jamming Receiver for Secure D2D Links in Random Networks
设备到设备（D2 D）通信提出了新的传输保密保护挑战，因为传统的物理层安全方法（诸如多天线和协作技术）由于其资源/大小约束而无效。全双工干扰接收机是一种很有前途的接收机，它在接收到所需信号的同时，发射干扰信号以迷惑窃听者。与现有的努力，假设FD干扰接收机总是提高保密性能相比，半双工（HD）接收机，我们表明，这种假设高度依赖于瞬时残留自干扰消除水平，可能是无效的。我们提出了一种自适应干扰接收器，在切换FD/HD模式下工作，用于随机网络中的D2 D链路。在保密中断概率约束下，优化收发机参数，如信号/干扰功率、保密率和模式切换准则，以最大化保密吞吐量。大多数优化操作都是离线进行的，只需要非常有限的在线计算就可以使该方案具有较低的复杂性。此外，一些有趣的见解，如保密吞吐量是一个准凹函数。数值结果验证了我们的理论研究结果，并显示其优越性相比，接收机工作在FD或HD模式。
2018-11-15 cs.IT math.IT
Scalable Group Secret Key Generation over Wireless Channels
在本文中，我们考虑的问题，秘密密钥产生的多方。多用户网络通常需要一个可信方来有效地将密钥分发给合法用户，这个过程是一个弱点，对窃听者。在物理层安全技术的帮助下，用户可以利用信道的独特属性，在没有可信方的情况下安全地确定秘密密钥。在此背景下，我们开发了一个物理层组密钥生成方案，也是基于模拟函数计算研究的想法。我们首先考虑密钥生成作为一个函数来计算在无线信道上，并提出了两种新的方法取决于用户的传输能力（即半双工和全双工传输）。其次，我们利用素数的唯一性，以使用户的密钥生成的同时传输。因此，我们的方法有助于现有的物理层密钥生成算法的可扩展性，因为所有用户同时传输，而不是使用成对的通信。我们证明，我们的半双工网络模型减少了组密钥生成所需的通信数量下降到一个线性规模。此外，全双工网络模型减少到一个恒定的规模。
2022-08-28 cs.CR cs.IT math.IT
Sum Secrecy Rate Maximization in a Multi-Carrier MIMO Wiretap Channel with Full-Duplex Jamming
在本文中，我们解决了多载波和MIMO通信系统的总和保密率最大化问题。我们考虑的情况下，接收机能够全双工（FD）操作，同时发送干扰信号的潜在窃听。特别是，我们同时利用系统中的空间和频率分集，以获得更高级别的物理层的安全性。由于所产生的数学问题的非凸性，我们提出了一个迭代的解决方案，保证收敛，基于块坐标下降法，通过重新构造我们的问题作为一个单独的凸计划。此外，对于发射机配备有一个单天线的特殊情况下，一个最优的发射功率分配策略解析地获得，假设一个已知的干扰策略。本文还研究了一个FD双向保密通信系统，其中干扰功率可以重复使用，以提高和保密率。所提出的设计的性能进行数值评估相比，其他的设计策略，并在不同的系统假设。
2018-02-16 cs.IT math.IT
Secrecy Energy Efficiency of MIMOME Wiretap Channels with Full-Duplex Jamming
全双工（FD）干扰收发机最近被示出通过在接收信息的同时发送人工噪声（AN）来增强无线通信系统的信息安全。在这项工作中，我们研究FD干扰是否也可以提高系统的保密能量效率（SEE）的安全通信比特每焦耳，当考虑额外的功率用于干扰和自干扰（SI）消除。此外，还考虑了残余SI的退化效应。在这方面，我们制定了一组的SEE最大化问题的FD多输入多输出多天线窃听器（MIMOME）窃听信道，考虑这两种情况下，精确或统计信道状态信息（CSI）是可用的。由于棘手的问题结构，我们提出了迭代的解决方案，在每种情况下，证明收敛到一个固定点。数值模拟表明，只有一个边际SEE增益，通过利用FD干扰，为广泛的系统条件。然而，当SI可以被有效地减轻时，对于FD节点与窃听者之间具有小距离、高信噪比（SNR）或双向FD通信设置的场景，观察到的增益是相当大的。
2019-04-30 cs.IT math.IT
A Survey of Physical Layer Security Techniques for 5G Wireless Networks and Challenges Ahead
基于信息论方法的物理层安全是近年来研究的热点。物理层安全的核心思想是利用传输信道的内在随机性来保证物理层的安全。5G无线通信的演进为物理层安全研究提出了新的挑战。本文综述了5G物理层安全研究的最新进展，包括物理层安全编码、大规模多输入多输出、毫米波通信、异构网络、非正交多址接入、全双工技术、总结了撰写本文时尚未解决的技术挑战，并展望了5G物理层安全的未来趋势，除此之外，讨论。
2018-01-16 cs.IT math.IT
Securing RIS-Aided Wireless Networks Against Full Duplex Active Eavesdropping
本文针对RIS辅助无线网络面临全双工主动窃听的问题，提出联合优化基站与RIS波束形成器的交替优化方案，通过数值分析验证干扰信号影响及RIS单元数量等因素对保密性能的作用，为相关安全研究提供参考。
2024-11-26 cs.ET cs.IT cs.SY
Robust and Secure Resource Allocation for Full-Duplex MISO Multicarrier NOMA Systems
本文研究了多输入单输出（MISO）多载波非正交多址（MC-NOMA）系统中的资源分配算法设计。在该系统中，一个全双工基站在同一个子载波上同时为多个半双工上下行用户提供服务。资源分配被优化用于最大化加权系统吞吐量，同时信息泄漏被约束并且人工噪声被注入以保证在存在多个潜在窃听者的情况下的安全通信。为此，我们制定了一个强大的非凸优化问题，考虑到不完美的信道状态信息（CSI）的窃听信道和服务质量（QoS）的要求，合法用户。尽管优化问题的非凸性，我们最佳地解决它通过应用单调优化，产生最佳的波束形成，人工噪声设计，子载波分配，功率分配政策。最优资源分配策略用作性能基准，因为相应的基于单调优化的算法需要高计算复杂性。因此，我们还开发了一个低复杂度的次优资源分配算法收敛到一个局部最优解。我们的仿真结果表明，次优算法的性能接近的最优算法。此外，与传统的MISO正交多址接入（OMA）系统和其他两种基本方案相比，本文提出的最优MISO NOMA系统不仅能够同时保证上下行通信的安全性，而且系统保密率有了显著的提高。
2017-10-03 cs.IT math.IT
Anomaly Detection for Sensing Security
本研究针对物理层安全中异常检测的轻量性、环境适应性等需求，适配三类滤波器实现特征向量预测，设计多类假设检验实现离群点检测；案例研究表明攻击者结合算法与信道特征可有效运动检测，仅功率随机化不足以防御，需频率相关随机化方案。
2025-06-12 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Full-Duplex Communication via Movable Antennas
针对MA辅助FD系统的物理层安全，本文联合优化基站波束成形器与MA位置，并利用AN抗窃听，提出AO算法最大化上下行用户SSR，仿真显示性能显著优于基准方案。
2024-09-07 cs.IT eess.SP math.IT
Safeguarding Decentralized Wireless Networks Using Full-Duplex Jamming Receivers
在本文中，我们研究了全双工（FD）接收机干扰的好处，在增强物理层的安全性的两层分散的无线网络，每层部署了大量的对单天线发射机和多天线接收机。在底层，发射机发送未分类的信息，接收机工作在半双工（HD）模式下接收所需的信号。在重叠层中，发射机在存在随机定位的窃听者的情况下传递机密信息，并且接收机工作在FD模式下，辐射干扰信号以迷惑窃听者，同时接收期望的信号。我们提供了一个全面的性能分析和网络设计下的随机几何框架。具体来说，我们考虑的情况下，每个FD接收机使用单天线和多天线干扰，并分析连接概率和一个典型的FD接收机的保密中断概率，通过提供准确的表达式和更容易处理的近似两个指标。我们进一步确定的FD模式层的最佳部署，以最大限度地提高全网络的保密吞吐量的约束，包括给定的双概率和全网络的吞吐量的HD模式层。数值结果验证了我们的理论研究结果，并表明，网络范围内的保密吞吐量显着提高适当部署的FD模式层。
2016-10-20 cs.IT math.IT
Accumulate and Jam: Towards Secure Communication via A Wireless-Powered Full-Duplex Jammer
本文提出了一种新的协同干扰协议，称为积累和干扰（AnJ），以提高无线通信中的物理层安全。具体而言，部署全双工（FD）友好干扰机，以确保在存在被动窃听者的情况下源和目的地之间的直接通信。我们认为友好的干扰机作为一个能量受限的节点，没有嵌入式电源，但与能量收集单元和可充电的能量存储，它可以从源发送的射频（RF）信号中收集能量，在其电池中积累能量，然后使用这些能量来执行合作干扰。在所提出的AnJ协议中，基于干扰器的能量状态和源-目的链路的信道状态，系统工作在专用能量收集（DEH）或机会能量收集（OEH）模式下。由于FD能力，干扰机还从它从源无意中听到的信息承载信号中获取能量。我们研究了复杂的能量积累和消耗过程中的干扰机，考虑一个实际的有限容量的能量存储，其长期平稳分布的特点，通过应用离散状态马尔可夫链。一个替代的能量存储与无限容量的研究作为一个上限。我们进一步推导出两个保密度量的封闭形式表达式，即，保密中断概率和正保密容量概率。此外，不完美的信道状态信息对我们提出的协议的性能的影响也进行了研究。数值结果验证了所有的理论分析，并揭示了所提出的AnJ协议的优点，其半双工对应。
2016-08-05 cs.IT math.IT
Survey on Physical Layer Security for 5G Wireless Networks
物理层安全是一种很有前途的方法，可以使传统的加密方法受益。物理层安全的思想是利用传播介质的特性及其缺陷来确保物理层的安全通信。这项工作介绍了一个全面的审查的主要信息理论度量用于测量物理层安全的保密性能。此外，最常用的物理层安全技术，以提高保密性能的理论框架。最后，我们的工作调查了几种支持5G技术的物理层安全研究，例如大规模多输入多输出，毫米波通信，异构网络，非正交多址接入和全双工。此外，我们还包括上述每种技术的关键概念。还确定了物理层安全的未来研究领域和技术挑战。
2020-06-14 cs.IT eess.SP math.IT
Security Vulnerability of FDD Massive MIMO Systems in Downlink Training Phase
我们考虑了频分双工（FDD）大规模多输入多输出（MIMO）系统的下行链路信道训练时，在网络中存在多天线干扰。干扰机意图通过设计基于其信道的二阶统计的攻击来降低下行链路信道训练的均方误差（MSE）。信道被假定为空间相关的。首先推导出信道估计均方误差的封闭表达式，然后由干扰机确定最大化均方误差的条件。数值结果表明，即使合法系统使用具有大量导频符号的最佳训练信号，所提出的干扰也会严重增加估计MSE。
2018-12-09 cs.CR cs.IT eess.SP
On the Secrecy Rate of In-Band Full-duplex Two-way Wiretap Channel
本文针对带内全双工双向MIMOME窃听信道，提出双空间注入人工噪声的信号设计与两步功率分配方案，在多种非理想场景下验证其可实现接近实际的保密速率。
2024-03-11 cs.IT eess.SP math.IT
Multiaccess Channel with Partially Cooperating Encoders and Security Constraints
我们研究了一个特殊的情况下，Willems的两个用户的多址信道与部分合作的编码器从安全的角度来看。这个模型与Willems的设置不同，因为只有一个编码器，编码器1，被允许参加会议;编码器2不发送任何消息，并且还有一个额外的被动窃听者，通信应该保密。对于离散无记忆（DM）情况，我们建立了容量模糊区域的内边界和外边界。内界是基于Willems的编码方案，噪声注入和额外的装箱，提供安全的随机化的组合。对于无记忆高斯模型，我们建立了保密容量的上下界。我们还表明，在某些条件下，这些界限同意在一些极端的情况下，编码器之间的合作。我们通过一些数值例子来说明我们的结果。
2013-06-12 cs.IT math.IT
Demo: iJam with Channel Randomization
物理层密钥生成方法利用通信信道的变化来实现双方之间的安全密钥协商，而无需事先进行安全关联。它们的保密率（比特生成率）在很大程度上取决于信道的随机性，在稳定的环境中，信道的随机性可能会显著降低。现有的方法试图通过向信道中注入人工噪声来提高保密率。不幸的是，噪声注入不能改变潜在的信道状态，这取决于发射机和接收机之间的多径环境。因此，已知这些方法向多天线窃听者泄漏密钥比特，多天线窃听者能够通过多个信号接收的差分来过滤噪声。这项工作展示了一种改进的方法来加强物理层密钥生成方案，例如，信道随机化。信道随机化方法利用可重新配置的天线来在传输期间快速改变信道状态，并且利用基于偏离角（AoD）的信道估计算法来消除针对预期接收机的变化影响。组合的结果是通信信道在预期接收者眼中是稳定的，但从窃听者的角度来看是随机变化的。我们增强了现有的物理层密钥生成协议，iJam，与所提出的方法，并开发了一个成熟的远程仪器平台，以证明其性能。我们的评估表明，增强不影响的误比特率（BER）的预期接收机在关键的建立，但降低窃听者的BER的水平随机猜测，无论它装备的天线的数量。
2020-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
Unconditionally Secure Access Control Encryption
针对现有ACE方案依赖计算安全假设的问题，提出首个信息论安全的ACE方案，利用矩阵随机化技术实现净化，确保无非法传输时秘密消息完整，提供无条件安全保证。
2023-05-12 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Communications for the Two-user Broadcast Channel with Random Traffic
在这项工作中，我们研究了两个用户的广播信道（BC）的稳定区域与突发数据到达和安全约束。我们考虑的情况下，其中一个接收器有一个保密约束，它的数据包需要保密的其他接收器。这是通过在具有保密约束的接收机处采用全干扰来实现的，使得它发送干扰信号以阻止另一接收机的接收。在此上下文中，双用户BC的稳定区域的特征在于一般解码情况。然后，假设两种不同的解码方案，各自的稳定区域推导。由于全双工操作的稳定区域的自干扰的效果也进行了研究。作为本文结果的一个特例，可以得到具有保密约束的BC的稳定区域，其中接收机不具有全双工能力。此外，本文考虑的问题，最大化的饱和吞吐量的队列，其数据包不需要保持秘密的最低服务保证的其他队列。结果提供了新的见解的保密约束的效果上的稳定区域的BC。特别地，它表明，在某些情况下，具有保密约束的稳定区域是敏感的自干扰消除系数。
2017-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Security-Reliability Trade-Off Analysis for SWIPT- and AF-Based IoT Networks with Friendly Jammers
无线中继网络中的射频（RF）能量收集（EH）最近吸引了相当大的兴趣，特别是用于向物联网（IoT）系统中的中继节点供应能量以辅助源和目的地之间的信息交换。此外，物联网设备有限的硬件、计算资源和能源可用性带来了各种安全挑战。为此，已经提出物理层安全（PLS）作为用于提供信息安全的密码方法的有效替代。在这项研究中，我们提出了一个PLS的方法，同时无线信息和功率传输（SWIPT）为基础的半双工（HD）放大转发（AF）中继系统中存在的窃听。此外，我们考虑到静态功率分配中继（SPSR）和动态功率分配中继（DPSR），彻底调查每一个的好处。为了进一步提高安全通信，我们考虑多个友好的干扰器，以帮助防止窃听者的窃听攻击。更具体地说，我们提供了一个可靠性和安全性分析推导出封闭形式的表达式中断概率（OP）和拦截概率（IP），分别为SPSR和DPSR计划。最后，通过仿真验证了我们的分析和所提方案的有效性.具体而言，数值结果说明了所提出的系统的可靠性和安全性之间的非平凡的权衡。此外，我们从仿真结果中得出结论，所提出的DPSR方案优于SPSR方案的OP和IP的不同参数对系统性能的影响下。
2022-06-09 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Non-Orthogonal Multiple Access: An Interference Engineering Perspective
非正交多址接入（NOMA）是一种有效的方法，可以提高频谱利用率和支持下一代无线网络的大规模连接。然而，在无线信道上，叠加的NOMA信号非常容易被窃听，潜在地导致机密信息的严重泄漏。在本文中，我们将释放网络干扰的潜力，并建设性地利用它来增强NOMA网络中的物理层安全性。特别地，三种不同类型的网络干扰（包括人工噪声、专门设计的干扰信号和用户间干扰）被很好地设计以有意地减少信息泄漏，同时减轻对合法用户的信号接收质量的影响，从而显著地增强NOMA的传输安全性。此外，我们提出了更先进的全双工NOMA，智能反射面NOMA，认知无线电NOMA和多小区NOMA网络的干扰工程策略，并讨论了几个开放的研究问题和挑战，这可能会激发创新的干扰工程设计安全NOMA通信。
2020-10-23 cs.IT math.IT
Delay Aware Secure Offloading for NOMA-Assisted Mobile Edge Computing in Internet of Vehicles
本文研究了一种多车辆多任务非正交多址接入（NOMA）辅助的移动边缘计算（MEC）系统。为了提高边缘车辆的性能，我们提出了一种车辆分组配对方法，利用车辆附近的MEC全双工中继，以协助边缘车辆。为了提高传输的安全性，我们采用人工噪声来干扰窃听车辆。此外，我们推导出了系统的秘密中断概率的近似表达式。车辆任务划分，功率分配，和发射波束形成的组合优化制定最小化的总延迟完成任务的边缘车辆。然后，针对混合整数非线性规划问题，设计了一种基于遗传算法的功率分配和任务调度算法。数值结果表明，我们所提出的方案在系统安全性和传输延迟方面的优越性。
2021-08-01 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Performance Analysis and Optimization for FD-NOMA Vehicular Communications
车对车（V2 V）通信由于其提供安全信息以及信息娱乐服务的应用而吸引了越来越多的研究兴趣。车辆通信场景中对传输速率的日益增长的需求和对服务质量（QoS）的各种要求要求集成V2 V通信系统和未来无线通信中的潜在技术，诸如全双工（FD）和非正交多址（NOMA），其增强频谱效率并提供大规模连接。然而，大量的数据传输和用户连接引起了对安全问题和个人隐私的关注。为了分析V2 V通信的安全性能，我们介绍了一个合作NOMA V2 V系统模型与FD中继。本文从物理层的角度研究了基于FD-NOMA的V2 V系统的安全性能。我们首先推导了遍历保密容量的几个分析结果。然后，我们提出了一种利用瞬时信道状态信息（CSI）的保密和速率优化方案，这是一个非凸优化问题。基于非凸约束的微分结构，将原问题近似为一系列凸优化问题进行求解。仿真结果验证了分析结果和保密和率优化算法的有效性。
2020-11-06 cs.IT math.IT
Wireless Surveillance of Two-Hop Communications
无线监控通过合法窃听可疑无线通信来保护公共安全变得越来越重要。研究了利用半双工合法监听器对两跳可疑通信链路进行无线监听的问题。通过探索可疑链路的两跳性质，监视器可以在以下三种窃听模式中自适应地选择以提高窃听性能：（I）\emph{passive eavesdropping}，用于拦截两跳以共同解码消息，（II）在第一跳上经由{ \emph{noise jamming} }的\emph{proactive eavesdropping}，以及（III）在第二跳上经由{ \emph{hybrid jamming} }的\emph{proactive eavesdropping}。在这两种主动窃听模式中，在一跳上的（噪声/混合）干扰是为了降低可疑链路的端到端通信速率，从而使拦截更容易在另一跳上。在这种设置下，我们最大限度地提高窃听率在监视器通过联合优化窃听模式的选择，以及噪声和混合干扰的发射功率。数值结果表明，窃听模式选择显着提高窃听率相比，每个单独的窃听模式。
2017-04-25 cs.IT math.IT
Secure Compute-and-Forward in a Bidirectional Relay
我们考虑基本的双向中继问题，其中两个用户在无线网络中希望通过一个中间中继节点交换消息。在计算和转发策略中，中继使用由用户节点在高斯多址（MAC）信道中同时发送的符号的自然发生的和来计算两个消息的函数，并且在随后的广播阶段中将计算的函数值转发给用户节点。在本文中，我们研究的问题下，一个额外的安全约束，这要求每个用户的消息被保持安全的中继。我们考虑两种类型的安全约束：完美的保密性，其中所看到的中继的MAC信道输出是独立的每个用户的消息;和强保密性，这是一种形式的渐近独立。我们提出了一种基于嵌套格的编码方案，其主要特点是，给定一对满足一定的“善良”属性的嵌套格，我们可以明确地指定随机化的概率分布在编码器，以达到所需的安全标准。特别是，我们的编码方案保证完美或强大的保密性，即使在没有信道噪声。在信道中的噪声只影响在中继计算的可靠性，高斯噪声，我们得出可靠和安全的计算可实现的速率。我们还提出了一个应用程序，我们的方法的多跳线路网络中，一个源需要通过一系列的中间中继发送消息到目的地。
2014-10-19 cs.IT math.IT
