Secure Communication over 1-2-1 Networks
本文首先假设一个1-2-1网络，即在[1]中被证明非常接近高斯容量的毫米波网络的抽象无噪声模型，并研究安全通信。首先，安全容量推导出1-2-1网络，其中源连接到目的地通过网络的单位容量的链路。然后，上下限的安全容量推导出的情况下，当源和目的地有一个以上的波束，这使得他们能够在多个方向上发送和接收的时间。最后，给出了菱形1-2-1网络在边容量不同时的安全容量结果。
2018-01-12 cs.IT math.IT
Secure Capacity Region for Erasure Broadcast Channels with Feedback
我们制定和研究相关的无线加密问题：发送者，爱丽丝，要传输私人信息的两个接收器，鲍勃和卡尔文，使用不可靠的无线广播传输和短的公共反馈鲍勃和卡尔文。我们问，如果我们也提供（信息论）无条件的安全保证，鲍勃和卡尔文不学习对方的消息，我们可以以什么速度广播私人消息？我们的特点是最大的传输速率的两个接收器，任何协议，提供无条件的安全保证。我们设计了一个协议，在上述区域内的任何速率对，使用非常简单的交互和操作，是强大的行为不端的用户。
2011-10-26 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Secure Multi-Antenna Transmission with Limited Feedback
我们提出了一种优化的安全多天线传输方法的基础上人工噪声辅助波束成形，从一个所需的单天线接收器的反馈有限。为了处理波束形成器的量化误差以及未知的窃听信道特性，我们的方法的目的是在双重性能约束下最大化吞吐量-所需的通信信道上的连接中断约束和保密中断约束，以防止窃听。我们提出了一种自适应传输策略，明智地选择窃听编码参数，以及人工噪声和信息信号之间的功率分配。这个优化的解决方案揭示了几个重要的差异，以前设计的解决方案的假设下完美的反馈。我们还研究了如何最有效地利用反馈位的问题。仿真结果表明，一个很好的设计策略是使用这些比特的大约20%来分配信道增益信息，剩余的用于分配信道方向，并且这种分配对所施加的保密中断约束很大程度上不敏感。此外，我们发现，每个发射天线的8个反馈位是足够的，以实现约90%的吞吐量与完美的反馈。
2015-01-21 cs.IT math.IT
Achieving Covertness and Secrecy: A New Paradigm for Secure Wireless Communication
本文探讨了一种新的安全的无线通信模式，其中的物理层安全技术被应用到抵制检测和窃听攻击，这样的关键隐蔽性和保密性的通信是共同保证。我们首先提供了理论模型的隐蔽中断概率（COP），保密中断概率（SOP）和传输概率（TP）来描述的隐蔽性，保密性和传输性能的范式。为了理解新范式下的基本安全性能，我们定义了一个新的度量-隐蔽保密率（CSR），它表征了受COP，SOP和TP约束的最大传输速率。我们进一步进行详细的理论分析，以确定在各种情况下的检测器窃听的关系和安全传输方案所采用的发射机的CSR。最后，数值结果来说明新的安全通信模式下可实现的性能。
2021-03-10 cs.IT math.IT
Utility Regions for DF Relay in OFDMA-based Secure Communication with Untrusted Users
本文研究了基于OFDMA的安全通信系统中可信解码转发中继的实用性。为了决定是否使用中继或不，我们首先提出了最佳的子载波分配政策的直接通信（DC）和中继通信（RC）。接下来，我们识别可以支持这两种模式的独占RC模式、独占DC模式和混合（RDC）模式子载波。对于RDC模式，我们提出了最优的模式选择策略和一个次优的策略独立的功率分配，这是渐近最优的低和高信噪比。最后，通过数值计算结果，我们提出的见解中继效用区域。
2019-01-16 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for A Massive MIMO Relay Aided Secure Communication
在本文中，我们解决的问题，在中继两跳安全通信在实际条件下的最佳功率分配。为了保证长距离传输过程中的安全通信，研究了大规模MIMO（M-MIMO）中继技术，以显著提高无线安全性。本文的重点是分析和设计解码转发（DF）M-MIMO中继的最优功率分配，以最大化的秘密中断容量和最小化的拦截概率，分别。我们的研究揭示了一个非负的秘密中断容量的条件，获得了封闭形式的最佳功率的表达式，并提出了保密性能的渐近特性。仿真结果验证了所提方案的有效性。
2015-08-31 cs.IT math.IT
Low-latency Secure Integrated Sensing and Communication with Transmitter Actions
针对带动作依赖状态的安全通感一体化窃听信道，本文刻画物理退化情形的精确保密–失真区域，并用随机装箱输出统计方法建立有限长度可达界以支持低时延安全传输。
2024-09-06 cs.IT math.IT
Beamforming for Secure Communication via Untrusted Relay Nodes Using Artificial Noise
提出了一种用于非可信中继节点保密通信的两阶段波束形成方案。为了阻止中继节点的窃听尝试，我们故意在源消息中引入人工噪声。在指出我们的模型在某些情况下评估保密率的不一致性后，我们提供了一个基于信噪比的安全通信框架。我们打算将每个不可信中继节点处的SNR降低到某个预定义阈值以下，而使用波束成形，我们希望提高目的地处的SNR。利用此动机，最佳缩放向量被评估用于波束形成阶段，其不仅使初始传输的人工噪声无效，而且使目的地处的SNR最大化。我们讨论了总的和个人的功率约束的情况下，并为他们提供了分析解决方案。
2014-08-02 cs.IT math.IT
Secure Short-Packet Communications at the Physical Layer for 5G and Beyond
短分组通信是支持5G及5G以后两种新兴应用场景的关键技术，即大规模机器类型通信（mMTC）和超可靠低延迟通信（uRLLC），它们的引入是为了满足车辆互联网和工业物联网（IoT）等潜在应用的更广泛的通信需求。各种物联网应用中隐私数据的急剧增加，使得安全问题更加突出。考虑到物联网终端的资源限制，典型的上层加密机制不能完全解决安全挑战。在这篇文章中，我们从物理层安全（PLS）的角度来研究安全的短分组通信，这可以被视为一个有前途的安全解决方案，在6G。详细介绍了衰落信道下短分组安全通信的基本信息论和相应的性能评估准则的研究进展。然后，我们回顾了最近的工作，研究短分组通信系统（CS）在不同的通信场景或不同的安全策略，从PLS的角度。最后，我们给出了未来的研究方向和挑战。
2021-07-13 cs.IT math.IT
Secure Semantic Communication over Wiretap Channel
本文研究窃听信道下语义通信的安全传输问题，在语义保密与数据失真约束下给出率-失真-疑义度区域的一般内外界，并针对高斯源与高斯窃听信道进行约简和数值评估。
2024-10-21 cs.IT math.IT
Secure-ISAC: Secure V2X Communication: An Integrated Sensing and Communication Perspective
本文从集成感知与通信视角综述了 V2X 物理层安全指标、威胁及四类 PLS 技术，重点分析 ISAC 使能 V2X 中的干扰耦合挑战，并提出 Secure-ISAC 研究愿景。
2023-12-04 cs.IT math.IT
Secure MIMO Communications under Quantized Channel Feedback in the presence of Jamming
我们考虑的问题，在MIMO设置中的对抗干扰机配备$n_j$发射天线和窃听器配备$n_e$接收天线的存在下，安全通信。配备有$n_t$天线的多天线发射机希望向配备有$n_r$天线的多天线接收机秘密地传送消息。我们提出了一种基于人工噪声和线性预编码的传输方法和一种采用波束成形的两阶段接收方法。在此策略下，我们首先刻画了通信的可达保密率，并证明了在理想信道状态信息（CSI）情况下，可达安全自由度（SDoF）由$d_s = n_r - n_j$给出.其次，我们考虑量化CSI反馈使用直接信道矩阵的函数的格拉斯曼量化，并导出作为发射功率的函数的量化比特率缩放的充分条件，用于保持具有完美CSI的可实现SDOF $d_s$，并且用于由于量化而具有渐近零保密率损失。数值模拟也提供了支持的理论。
2014-11-05 cs.IT math.IT
Super Critical and Sub Critical Regimes of Percolation with Secure Communication
考虑了信息理论安全图中的渗流问题，其中合法节点和窃听节点均服从泊松点过程分布。对于路径损耗和路径损耗加衰落模型，上界和下界的合法节点的最小密度（作为窃听节点的密度的函数）所需的非零概率具有无界集群。该下界本质上是普适的，即该常数不依赖于窃听节点的密度。
2011-04-06 cs.IT math.IT
On Secure Communication with Constrained Randomization
在本文中，我们调查如何限制在编码过程中的随机化影响的保密率可实现窃听信道。特别是，我们的特点的保密能力与一个有限的本地源的随机性和一个能力较低的窃听者的信道，这表明，有限的速率招致的保密率惩罚，但不排除保密。我们还讨论了一个更实际的方面，速率限制随机化的背景下，合作干扰。最后，我们表明，安全的通信是可能的随机性的非均匀源，这表明设计强大的编码方案的可能性。
2012-02-24 cs.IT math.IT
On the Optimality of Secure Communication Without Using Cooperative Jamming
我们考虑两个用户高斯干扰信道上的安全通信，每个发射机发送一个机密的消息，其合法的接收机。对于这种设置，我们确定了一个制度，其中使用高斯窃听码本在每个发射机（没有合作干扰）和治疗干扰作为噪声在每个预期的接收机（简而言之，GWC-TIN方案）的简单方案实现了最佳的安全和容量在一个恒定的间隙。首先考虑确定性干扰信道模型，并确定一个政权，其中一个简单的计划，而不使用合作干扰是最佳的安全和容量的结果证明。对于确定性模型的对称情况，当且仅当干扰信号比（信道强度）不超过2/3时，这个简单的方案是最优的。
2017-06-19 cs.IT math.IT
Robust and Secure Communications in Intelligent Reflecting Surface Assisted NOMA networks
这封信调查安全传输的智能反射面（IRS）辅助非正交多址（NOMA）网络。考虑一个实际的窃听场景与不完善的信道状态信息的窃听者，我们提出了一个强大的波束形成方案，使用人工噪声，以保证安全的NOMA传输与IRS。提出了一种联合发射波束形成和IRS相移优化问题，以最小化发射功率。由于问题是非凸的，具有挑战性的解决，我们开发了一个有效的替代优化（AO）算法来获得稳定点的解决方案。仿真结果验证了鲁棒波束形成方案的安全性优势和自适应波束形成算法的有效性。
2020-09-01 cs.IT math.IT
Optimum Relay Scheme in a Secure Two-Hop Amplify and Forward Cooperative Communication System
研究了一种MIMO安全两跳无线通信系统。在这个模型中，源-目的地和源-窃听者之间没有直接的链接。问题是在所有可能的放大转发（AF）中继策略上最大化系统的保密容量，使得源节点和中继节点处的功率消耗是有限的。当所有节点都配置单天线时，充分刻画了该非凸优化问题。当所有节点（除了预定接收机）都配备有多个天线时，基于信道增益矩阵的广义特征值-特征向量来表征优化问题。
2011-10-15 cs.IT math.IT
Feedback Lunch: Learned Feedback Codes for Secure Communications
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学香槟分校）；Linköping University（_linköping大学）
本文研究反向退化安全通信信道，提出结合通用哈希函数和学得反馈码的模块化编码设计，探讨通信可靠性与信息泄露的权衡，展示反馈能帮助合法方协商秘密密钥，克服窃听方的优势。
2026-05-12 cs.AI cs.CR cs.IT
Secure Channel for Molecular Communications
纳米网络中的分子通信是一种新兴的通信范式，它使用分子作为信息载体。实现安全的信息交换是需要考虑的实际挑战之一，以解决纳米网络中分子通信的潜力。本文将安全信道引入到分子通信中来防止窃听。首先，我们提出了一种基于Diffie Hellman算法的方法，通过该方法，通信纳米机器可以通过分子信号交换秘密密钥。然后，我们使用这个秘密密钥来执行加密。此外，我们还提出了秘密密钥交换算法和安全的分子通信系统。建议的安全系统被发现有效的能源消耗。
2017-09-14 cs.CR cs.ET cs.IT
Secure Communication with Unreliable Entanglement Assistance
针对对手可能截获纠缠资源的不可靠纠缠辅助场景，研究安全通信，通过按纠缠可用性自适应速率，得到一般量子窃听信道的可达保密速率区域及退化信道的多字母保密容量公式。
2024-01-23 cs.IT math.IT quant-ph
Movable Antenna-Enhanced Secure Communication: Opportunities, Challenges, and Solutions
本文综述可移动天线辅助安全通信，阐明其应用场景与相较固定位置天线的安全优势，并讨论硬件架构、信道获取和位置优化等挑战及解决方案。
2025-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
Continuum Percolation in the Intrinsically Secure Communications Graph
本质安全通信图（iS-图）是一个随机图，它捕获在存在窃听者的情况下可以在大规模网络上安全建立的连接。它基于信息理论安全原则，被广泛接受为最严格的安全概念。在本文中，我们感兴趣的是在无限平面上的渗流的IS-图的整体性质的特征。我们证明了在泊松IS-图的相变的存在，从而安全连接的节点的无界组件突然出现，因为我们增加合法节点的密度。我们的工作表明，在一个无线网络中的远程通信仍然是可能的保密约束时。
2010-07-22 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Semantic Communications: Fundamentals and Challenges
语义通信允许接收方知道意图而不是比特信息本身，这是一种新兴的技术，以支持未来无线通信的实时人机和机器对机器交互。在语义通信中，发送方和接收方共享一些共同的知识，这些知识可以用于在发送方提取小尺寸信息并在接收方恢复原始信息。由于设计目的的不同，语义通信中的安全问题与标准的按位通信相比有两个独特的特点。首先，语义通信中的攻击者不仅考虑被盗数据的数量，而且考虑被盗数据的含义。其次，语义通信系统中的攻击者不仅可以攻击标准通信系统中进行的语义信息传输，而且可以攻击用于语义信息抽取的机器学习（ML）模型，因为大多数语义信息是使用基于ML的方法生成的。由于这些独特的功能，在本文中，我们提出了一个概述的基本原理和安全语义通信的设计中的关键挑战。我们首先提供各种方法来定义和提取语义信息。然后，我们重点研究了安全语义通信技术的两个方面：信息安全和语义ML模型安全。对于每个领域，我们都确定了主要问题和挑战。然后，我们将对这些问题进行全面的处理。简而言之，本文提供了一套关于如何在真实世界的无线通信网络上设计安全语义通信系统的整体指导方针。
2023-01-04 cs.IT eess.SP math.IT
PHY-Fed: An Information-Theoretic Secure Aggregation in Federated Learning in Wireless Communications
联邦学习（FL）是一种在无线边缘的分布式机器学习，它可以保护客户端数据的隐私不受对手甚至中央服务器的侵犯。现有的联邦学习方法或者使用（i）易受推断影响的安全多方计算（SMC），或者（ii）差分隐私，这可能会降低测试准确性，因为大量的参与方各自具有相对少量的数据。为了解决这个问题与现有的方法在文献中，在本文中，我们介绍了PHY-Fed，一个新的框架，确保联邦算法从信息理论的角度来看。
2022-10-30 cs.IT eess.SP math.IT
Single-Shot Secure Quantum Network Coding for General Multiple Unicast Network with Free One-Way Public Communication
在量子网络系统中，多个用户希望将他们的量子消息发送到他们各自的接收器是很自然的，这被称为多单播量子网络。本文提出了一种从安全的经典网络码导出多单播量子网络上的安全量子网络码的规范方法。我们的代码在没有攻击的情况下正确地传输了量子态。当攻击满足一定的自然条件时，即使存在攻击，它也能保证传输的量子态的保密性。在我们的安全性证明中，窃听者被允许修改窃听信息依赖于以前的窃听消息。虽然量子信息传输的验证需要双向的经典通信，但我们的协议利用单向的经典信息传输（公共通信）来保证保密性。我们的安全网络代码可以应用于包括蝴蝶网络在内的多种网络。
2020-03-30 cs.IT math.IT quant-ph
Percolation and Connectivity in the Intrinsically Secure Communications Graph
交换秘密信息的能力对许多商业、政府和军事网络至关重要。本质安全通信图（iS-图）是一个随机图，它描述了可以通过利用无线介质的物理属性在大规模网络上安全建立的连接。本文的目的是刻画的IS-图的整体性质：（i）在无限平面上的渗透，和（ii）在有限区域上的全连通性。首先，证明了无限平面上Poisson iS-图的相变的存在性，即当合法节点的密度增加时，连通节点的无界分量突然出现.这表明，在存在窃听者的情况下，远程安全通信仍然是可能的。其次，考虑Poisson IS-图的有限区域上的全连通性。在大密度的合法节点的限制下，全连通性的精确渐近行为的特点。然后，简单的，明确的表达式推导出，以接近的概率完全连接的合法节点的有限密度。研究结果有助于澄清窃听者的存在如何危及远程安全通信。
2010-08-24 cs.IT cs.NI math.IT
Resource Allocation for Secure Multi-UAV Communication Systems with Multi-Eavesdropper
在本文中，我们研究的资源分配和轨迹设计的安全无人机（UAV）启用的通信系统，其中多个多用途的无人机基站被派遣提供安全的通信，以多个合法的地面用户（GU）存在多个窃听者（Eves）。具体地，通过利用正交频分多址（OFDMA），活动的UAV基站可以经由所分配的子载波与其期望的地面用户通信，而空闲的UAV基站可以同时用作干扰器以用于通信安全性提供。为了实现安全通信中的公平性，通过联合优化通信/干扰子载波分配策略和无人机飞行轨迹，同时考虑多无人机之间的最小安全距离、最大巡航速度、初始/最终位置以及圆柱形禁飞区（NFZ）的存在等约束条件，最大化每个用户的平均最小保密率.该设计被配制成一个混合整数非凸优化问题，这是一般棘手的。随后，提出了一种计算效率高的迭代算法来获得次优解。仿真结果表明，所提出的迭代算法的性能可以显着提高平均最小保密率相比，各种基线方案。
2020-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Semantic Communications: From Perspective of Physical Layer Security
针对语义通信窃听可能泄露用户意图的问题，本文提出物理层安全驱动的DeepSSC系统，采用两阶段DNN训练并定义S-BLEU指标，在高信噪比下显著增强语义安全。
2024-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
UAV-Involved Wireless Physical-Layer Secure Communications: Overview and Research Directions
由于其灵活的部署和按需移动性，小型无人机（UAV）预计将在即将到来的第五代（5G）网络中广泛应用于通信应用。然而，无人机通信应用的保密性易受广播性质和主导视距（LoS）信道条件的安全威胁，物理层安全（PLS）技术可以在这种情况下应用于保密性能增强。另一方面，利用无人机协同保护安全通信也是有希望的。本文综述了近年来无人机物理层安全通信的研究进展。重点研究了针对无人机不同角色的安全传输方案设计，以及针对无人机自身特点对引入自由度的优化。最后，我们提出了一些未来的研究方向。
2019-06-24 cs.IT cs.NI eess.SP
Kirchhoff Meets Johnson: In Pursuit of Unconditionally Secure Communication
本文探讨了利用噪声实现无条件安全通信，介绍了基于热噪声的 KLJN 安全密钥交换方案，并与 QKD 方案比较，还探索了空中传输噪声信号在隐蔽无线通信中的潜力。
2024-06-26 cs.CR cs.IT eess.SP
Secure Integrated Sensing and Communication: Information Theory Offers Insights
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；Linköping University（林雪平大学）
本文探讨了安全集成感知与通信的信息论方法，分析了安全模型、性能指标及限制，涵盖通信安全、感知安全及对抗环境下的安全挑战。
2026-04-27 cs.CR cs.ET cs.IT
Absolutely Secure Communications by Johnson-like Noise and Kirchhoff's Laws
本文综述了基于热力学第二定律和经典物理信息鲁棒性的安全密钥交换协议的最重要结果和最新进展。我们的结论是，一个经典的物理系统提供了更高水平的控制和安全性在通信过程中。我们还提到了最近的一些尝试，这些尝试受到了这个通信者的启发，试图创建其他系统，在这些系统中，Alice和Bob并不形成一个有机的单一系统，并且/或者第二定律是不相关的。看起来它们不可能是无条件安全的，但是如何破解它们仍然是一个悬而未决的问题;它们如何最好地用于有条件安全的通信，以及实际意义是什么。
2009-12-17 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Secure Integrated Sensing and Communication Under Correlated Rayleigh Fading
本文研究相关瑞利衰落下的安全集成感知与通信，利用延迟信道输出反馈建立可实现保密-失真区域，并给出超越经典窃听信道保密容量的参数范围。
2024-08-30 cs.CR cs.IT cs.SY
