The Gaussian Wiretap Channel with a Helping Interferer
由于无线介质的广播性质，无线通信容易受到对抗性窃听的影响。本文介绍了如何窃听可以潜在地利用无线介质的叠加性质被击败。考虑了一个带辅助窃听器的高斯窃听信道（WTC-HI），在该信道中，发送方在被动窃听者存在的情况下，在辅助窃听器的帮助下，向其预定的接收方发送保密消息.不知道机密消息的发送器通过发送独立于所发送的消息的信号来辅助机密消息的发送。给出了高斯WTC-HI的可达保密率和保密容量的Sato型上界。通过数值分析，发现在对称干扰信道下，当干扰较弱时，该上界接近可达到的保密率;在更一般的条件下，非对称高斯干扰信道下，该上界接近可达到的保密率。
2008-05-01 cs.CR cs.IT math.IT
Degraded Compound Multi-receiver Wiretap Channels
本文研究了退化的复合多接收机窃听信道。退化的复合多接收机窃听信道由两组用户和一组窃听者组成，其中，如果从每组用户中选取任意一个用户和任意一个窃听者，则它们满足一定的马尔可夫链。我们研究两种不同的通信方案，这个通道。在第一种情况下，发射机希望向第一（较强）组中的用户发送机密消息，并向第二（较弱）组中的用户发送不同的机密消息，其中两个消息都需要对窃听者保密。在这种情况下，我们假设只有一个窃听者。我们得到了一般离散无记忆信道模型、并行信道模型和高斯并行信道模型的保密容量域。对于高斯多输入多输出（MIMO）信道模型，当第二组中只有一个用户时，我们得到了保密容量区域。在第二种情况下，我们研究，发射机发送一个机密的消息，用户在第一组需要保密的第二组用户和窃听者。此外，发射机向第二组中的用户发送不同的机密消息，该机密消息仅需要对窃听者保密。在这种情况下，我们不限制窃听者的数量。在第一种情况下，我们得到了一般离散无记忆信道模型，并行信道模型，高斯并行信道模型的保密容量区域。对于高斯MIMO信道模型，我们建立了第二组中只有一个用户时的保密容量区域。
2009-10-16 cs.IT math.IT
Achievable Regions and Precoder Designs for the Multiple Access Wiretap Channels with Confidential and Open Messages
本文研究了多址窃听（MAC-WT）信道的保密容量域，其中，除了机密消息，用户还可以发送开放消息。所有这些消息都是为合法的接收者（或简称为Bob）准备的，但只有机密消息需要被保护免受窃听者（Eve）的攻击。我们首先考虑一个离散的无记忆（DM）MAC-WT信道，其中Bob和Eve联合解码他们感兴趣的消息。通过使用随机编码，我们找到了一个可实现的速率区域，在该区域内可以实现完美的保密，即，所有用户都可以以任意小的错误概率与Bob通信，而泄露给Eve的机密信息趋于零。由于联合解码的高实现复杂度，我们还考虑了DM MAC-WT信道，其中Bob简单地独立解码消息，而Eve仍然应用联合解码。然后，我们将DM情况下的结果扩展到高斯向量（GV）MAC-WT信道。基于信息论的结果，我们进一步最大化的总和保密率的GV MAC-WT系统的所有用户设计的预编码器。由于问题是非凸的，我们提供迭代算法来获得次优解。仿真结果表明，与现有方案相比，所提算法能大大提高通信的保密性，与只关注网络保密性能的工作相比，由于可以同时传输开放消息，因此能有效提高系统的频谱利用率。
2021-07-29 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity of the MIMO Wiretap Channel
我们考虑的MIMO窃听信道，这是一个MIMO广播信道的发射机发送一些机密信息的一个用户是一个合法的接收器，而另一个用户是一个窃听者。当发送者和合法接收者可以以一定的正速率通信时，同时确保窃听者得到零比特的信息，就实现了完美的保密。在本文中，我们计算的多天线MIMO广播信道的完美保密容量，其中的天线数量是任意的发送器和两个接收器。
2007-10-10 cs.CR cs.IT math.IT
New Results on Multiple-Input Multiple-Output Broadcast Channels with Confidential Messages
本文提出了两个新的结果多输入多输出（MIMO）高斯广播信道的机密消息。首先，重新讨论了MIMO高斯窃听信道的问题。提供了一个矩阵表征的能力模糊区域，它扩展了以前的结果的MIMO高斯窃听信道的保密能力的一般，可能不完美的保密设置。接下来，MIMO高斯广播信道的问题与两个接收器和三个独立的消息：一个共同的消息，旨在为两个接收器，和两个机密的消息，每个接收器的目的，但需要保持渐近完美的秘密从其他，被认为是。一个精确的表征的能力区域，概括了以前的结果，认为只有两个三个可能的消息。
2011-01-11 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom of One-hop Wireless Networks
研究了安全自由度（d.o.f.）通过考虑四种基本的高斯网络结构：窃听信道，广播信道与机密消息，干扰信道与机密消息，和多址窃听信道的一跳无线网络。安全的d.o.f.没有助手的高斯窃听通道的概率为零。严格正安全d.o.f.可以在高斯窃听信道中通过使用发送结构化协作信号的辅助器来获得。我们证明了确切的安全d.o.f.的高斯窃听通道是1/2。我们实现的方案是基于真正的干扰对齐和合作干扰，这使得消息信号和合作干扰信号在合法的接收器可分离，但在窃听者防止任何可靠的解码消息信号完全对齐。我们的逆是基于两个关键引理。第一个引理量化了保密惩罚，表明窃听者对系统的净影响是它消除了一个独立的信道输入。第二个引理量化的帮助者的作用，通过开发一个直接的合作干扰信号的帮助者和消息速率之间的关系。我们将这个结果推广到M个助手的情况，并证明了精确的安全d.o.f.在这种情况下是M/（M+1）。然后，我们将这种方法推广到更一般的网络结构与多个消息。证明了和安全d.o.f.具有机密消息和M个助手的高斯广播信道的安全d.o.f.的2/3时，安全d.o.f.具有保密消息和M个助手的两用户干扰信道的安全d.o.f. K-用户多址窃听信道的最大值为K（K-1）/（K（K-1）+1）。
2012-09-24 cs.CR cs.IT math.IT
On the 3-Receiver Broadcast Channel with Degraded Message Sets and Confidential Messages
在本文中，一般的3接收机广播信道（BC）与退化的消息集的速率模糊区域的界限，提出了保密消息从一个接收机保持秘密。该模型比2-接收方带机密信息的带外部窃听器的BC和最近研究的3-接收方带机密信息的退化BC更一般，因为在本文研究的模型中，接收方的条件是一般的，窃听器接收公共信息。Wyner的码划分结合双分仓被用来显示可实现的速率元组。文中还给出了错误概率分析和模糊度计算。对于以下场景，安全编码方案足以为具有2个或3个降级消息集的3接收方BC提供安全性：（i）3个降级消息集，其中第一机密消息被发送到接收器1和2，第二机密消息被发送到接收器1，（ii）2个降级消息集，其中一个机密消息被发送到接收器1，以及（iii）2个降级消息集，其中一个机密消息被发送到接收机1和2。对于前两种情况，对于接收器1比窃听接收器3更有能力的情况，示出了外边界的证明。在接收机1和2都比窃听接收机3噪声小的条件下，内边界和外边界重合，给出（iii）的速率模糊区域。此外，一个新的外边界的一般3-接收器BC与3个退化的消息。
2009-10-27 cs.IT math.IT
Interference Alignment for the Multi-Antenna Compound Wiretap Channel
本文研究了一种窃听信道模型，其中发送方具有$M$发射天线，并且有两组分别由$J_1$和$J_2$接收方组成。每个接收器都有一个天线。我们考虑两种情况。首先，我们考虑复合窃听模型-组1构成合法接收者的集合，所有接收者都对共同的消息感兴趣，而组2是窃听者的集合。我们建立新的下限和上限的安全自由度。我们的下限是基于最近提出的\emph{real interference alignment}计划。上界提供了第一个已知的例子，说明了早期作品中使用的\emph{pairwise upper bound}是不紧的。我们研究的第二个场景是复合私有广播信道。每个组都对一条消息感兴趣，必须保护该消息不被另一组访问。通过扩展复合窃听信道的结果，得到了自由度的上界和下界。
2010-03-07 cs.CR 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
Shannon's secrecy system with informed receivers and its application to systematic coding for wiretapped channels
香农的保密系统中的设置进行了研究，其中合法的解码器和窃听器都可以访问与源相关的边信息序列，但窃听器通过比合法解码器的相应信道更嘈杂的信道接收编码信息和边信息，而合法解码器又与编码器共享秘密密钥。一个单字母的表征提供了可实现的区域中的空间的五个数字的优点：在窃听器的含糊度，关键率，在合法的接收器，编码信道的带宽扩展因子的源重建的失真，和平均传输成本（广义功率）。除了这是早期研究的延伸之外，它还提供了一个框架，用于研究存在窃听信道的系统代码的基本性能限制。最佳可实现的性能的系统码，然后比较一般的代码在几个方面，并给出了几个例子。
2006-11-26 cs.IT math.IT
Improving Secrecy with Nearly Collinear Main and Wiretap Channels via a Cooperative Jamming Relay
在物理层安全（PHY-安全）中，主信道和窃听信道之间频繁观察到的高度相关性可能会导致严重的保密性损失。本文研究了一个慢衰落的情况下，发射机（爱丽丝）发送一个机密的消息，一个合法的接收机（鲍勃），而一个被动的窃听者（夏娃）试图从其接收到的信号解码的消息。假设Alice配备有多个天线，而Bob和Eve各自具有单个天线（即，MISOSE系统）。在MISOSE系统中，高相关性导致主信道和窃听信道向量几乎共线，这有助于Eve查看和拦截机密信息。不幸的是，在Alice的信号处理技术，如波束成形和人工噪声（AN），是无助的，特别是在极端的情况下，完全共线的主和窃听信道向量。在此背景下，我们首先研究了通过波束成形和AN在Alice处实现的保密中断概率，其中信息承载信号和AN之间具有最优功率分配。在此基础上，提出了一种巧妙的模型，在该模型中引入了协作干扰中继（Relay），有效地减轻了高相关性带来的不利影响。基于该模型，还研究了在Alice处的信息承载信号和在Relay处的AN之间的功率分配，以最大化保密性。最后，为了验证我们提出的方案，进行了数值模拟，结果表明，一个显着的性能增益方面的保密性。
2017-08-15 cs.CR cs.IT math.IT
Two-Multicast Channel with Confidential Messages
出于部分的安全组播分布式存储的问题，我们分析了保密率的信道中，两个发射机同时多播到两个接收器中存在的窃听者。通过扩展Chia和El Gamal的技术以及随机分箱的输出统计方法来计算可重复率。外边界推导出的退化和非退化版本的通道，并提供的例子中，内部和外部边界满足。内界恢复已知的多址窃听信道，广播信道与机密消息，和复合MAC信道的结果。一个辅助的结果也产生，得出一个内界的最小随机性实现多路窃听信道中的保密性。
2020-08-03 cs.IT math.IT
Effects of Feedback on the One-sided Secrecy of Two-way Wiretap through Multiple Transmissions
本文研究了双向反馈窃听信道的单边保密性，其中一个用户的机密信息通过多次传输保证了对外部窃听者的安全性。一方面，单边保密满足了许多实际场景的安全需求。另一方面，由于窃听者的观察与连续块中的机密消息之间的相关性，在多个块上测量秘密性，而不是以前工作中的单个块的秘密性测量。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反馈通过多个传输下单边保密。其次，也得到了保密容量区域的外界。通过二进制输入的双向窃听信道的秘密容量区域的内部和外部边界之间的差距进行了探索。最值得注意的是，为XOR信道建立保密容量区域。此外，结果表明，有反馈的可达速率区域大于无反馈的可达速率区域。因此，反馈的有益作用是准确的特点，双向窃听信道下的反馈单边保密。
2017-07-19 cs.IT math.IT
On The Achievable Rate Region of a New Wiretap Channel With Side Information
提出了一种新的可应用的边信息分离的窃听信道，该信道由一个发送者、一个合法接收者和一个窃听者组成。在所考虑的情况下，从发射机到合法接收机和窃听者的链路经历不同的条件或信道状态。因此，合法的接收者和窃听者通过具有不同信道状态的信道来监听发送的信号，这些信道状态可能彼此具有某种相关性。假设发射机非因果地知道主信道的状态，并使用该知识来编码其消息。窃听通道的状态在任何地方都是未知的。一个可实现的模糊率区域推导出该模型，并与现有的作品。在某些特殊情况下，将所得结果推广到高斯窃听信道。
2012-04-01 cs.IT math.IT
3-Receiver Broadcast Channels with Common and Confidential Messages
本文建立了具有一个公共消息集和一个保密消息集的一般3接收机广播信道的保密容量区域的内界。我们考虑两种设置。第一种是当机密消息要发送给两个接收者，并对第三个接收者保密时。利用间接解码、Wyner窃听信道编码和从公开可用的叠加码本生成保密性的新思想来建立可验证性。的内界被证明是紧的一类dedicated广播信道，当两个合法的接收器是噪声小于第三个接收器。本文研究的第二个设置是当机密消息被发送到一个接收器，并保持从其他两个接收器的秘密。在这种情况下，从Wyner窃听信道编码和间接解码得出可解码性。这个内界也被证明是紧的几个特殊情况下。
2011-06-18 cs.IT math.IT
Partial Strong Converse for the Non-Degraded Wiretap Channel
我们证明了部分强逆属性的离散无记忆\emph{non-degraded}窃听信道，我们需要泄漏到窃听消失，但允许一个渐近的错误概率$ε\in [0,1)$的合法接收器。我们表明，当传输速率是以上的保密能力，正确解码的概率在合法的接收机呈指数衰减到零。因此，最大传输速率对于$ε\in [0,1)$是相同的，并且部分强逆性质成立。我们的工作是受到最近开发的技术的启发，基于信息谱方法和估计正确解码的概率的指数的Adriff-Cramer界。
2016-11-17 cs.CR cs.IT math.IT
Channel-Correlation-Enabled Transmit Optimization for MISO Wiretap Channels
设计了一种针对主信道和窃听信道相关的人工噪声辅助波束形成器。我们考虑慢衰落多输入单输出（MISO）窃听信道与被动单天线窃听器，其中独立的发送端和相关的接收端被假定。此外，信源具有准确的主信道信息和统计窃听信道信息。为了减少接收端相关带来的保密性损失，提出了信道相关发射优化方案。特别是，相关性被视为一种资源，以获得更多的知识窃听信道。在此基础上，更精确地描述了窃听信道的统计分布。在此基础上，对主信道零空间中AN的功率进行合理配置，而不是简单的均匀分布，并设计了一种针对信息承载信号的精细波束形成器。最后，一个有效的算法之间的信息承载信号和AN的功率分配。仿真结果表明，在发射功率和秘密中断约束下，该方案的保密率得到了提高。
2019-06-28 cs.CR cs.IT math.IT
LDPC coded transmissions over the Gaussian broadcast channel with confidential messages
本文针对具有机密信息的高斯广播信道，设计并评估了几种实用的低密度奇偶校验（LDPC）编码传输方案。该信道模型不同于经典的窃听信道模型，因为未经授权的接收器（Eve）必须能够解码信息的某些部分。因此，可靠性和安全性目标与窃听信道的目标不同。为了设计和评估实际的编码方案，我们使用的出错率作为一个度量的性能所取得的授权接收器（鲍勃）和未经授权的接收器（夏娃）。我们研究了系统的可行性，并表明，两个不同的水平，对噪音的保护，需要对公众和秘密的消息。这可以通过两种方式来实现：i）通过使用具有所传输的信息比特的不等错误保护（UEP）的LDPC码，或者ii）通过使用具有不同速率的两个经典的非UEP LDPC码。我们比较了这两种方法，并表明，所考虑的例子，利用UEP LDPC码的解决方案是更有效的比使用非UEP LDPC码。
2014-04-10 cs.CR cs.IT math.IT
Arbitrarily Varying Wiretap Channel with State Sequence Known or Unknown at the Receiver
考虑了任意变化窃听信道（AVWC）在最大译码错误概率和强保密准则下的保密容量问题，其中信道状态序列在接收端可以是已知的，也可以是未知的.同时，它总是假设信道状态序列是已知的窃听和未知的发射机。讨论了随机码（采用随机编码器和确定性译码器）和随机码（采用随机编码器和确定性译码器）的容量结果。此型号包括以前的经典AVWC型号作为特例。给出了保密容量的单字母下界，证明了当主信道噪声小于窃听信道噪声时的保密容量。编码方案是基于Csiszar的几乎独立着色方案和Ahlswede的消除技术。此外，还定义了一种新的关于状态的典型序列。当接收方知道状态序列时，随机码的保密容量与随机码的保密容量相同。同时，当接收端不知道状态序列时，随机码可以获得更大的保密容量。
2017-12-03 cs.IT math.IT
Solutions for the MIMO Gaussian Wiretap Channel with a Cooperative Jammer
我们研究了高斯MIMO窃听信道的发射机，一个合法的接收机，窃听者和外部助手，每个都配备了多个天线。发射机向其预定的接收机发送机密消息，而助手发送与源消息无关的干扰信号以迷惑窃听者。假设干扰信号在预期接收器和窃听器处均被视为噪声。我们得到了一个封闭形式的表达式的人工噪声协方差矩阵的结构，保证不降低窃听信道的保密容量。我们还描述了如何找到这个协方差矩阵表达式，提供良好的保密率性能的具体实现，即使当没有非平凡的零空间之间的助手和预期的接收器。与以前的工作不同，我们的方法考虑了一般的MIMO情况下，并不限于SISO或MISO的情况。
2011-01-24 cs.IT math.IT
Transmit Antenna Selection with Alamouti Scheme in MIMO Wiretap Channels
本文提出了一种新的发射天线选择（TAS）方案，提供了增强的物理层安全性在多输入多输出（MIMO）窃听信道。实际被动窃听的情况下，我们认为是从窃听信道状态信息（CSI）是不可用的发射机。我们的新计划分两步实施。首先，发射机基于来自接收机的反馈选择前两个最强的天线，这使得发射机-接收机信道的瞬时信噪比（SNR）最大化。第二，在所选择的天线处采用Alamanti方案，以便执行数据传输。在接收端和窃听端采用最大比合并以充分利用多个天线，推导了非等瑞利衰落下秘密中断概率的一个新的封闭表达式，并利用这个结果给出了非零秘密容量的封闭表达式和ε-中断秘密容量的数值表达式。我们证明了我们提出的TAS-Alamandro方案提供了较低的保密中断概率比一个单一的TAS方案时，发射机-接收机信道的SNR是高于一个特定的值。
2013-03-21 cs.CR cs.IT math.IT
Polar Coding for the Wiretap Broadcast Channel with Multiple Messages
针对两个合法接收者和一个窃听者的窃听广播信道，提出了一种极化编码方案。我们考虑一个模型，其中发射机希望发送不同的机密（和非机密）的信息，每个合法的接收器。首先，我们比较了文献中该模型的可达区域上的两个内界，然后我们设计了一个极化编码方案，实现了更强的一个。在所提出的方案中，编码使用基于极性的马顿编码，其中一个内层必须由两个合法的接收器可靠地解码，并且每个接收器必须解码其自己对应的外层。由于广播信道的非劣化条件，编码器构建链接构造，该链接构造引起相邻块之间的双向依赖性。实际上，这些依赖性可以发生在不同块的不同编码层之间。使用两个密钥，其长度在速率方面可以忽略不计，需要证明极化码满足强保密条件。
2019-09-11 cs.IT math.IT
A Comparison of Skewed and Orthogonal Lattices in Gaussian Wiretap Channels
我们考虑格陪集编码传输在窃听信道加性高斯白噪声（AWGN）。检查一个函数，可以被解释为无论是合法的接收器的错误概率或窃听者的正确决策概率，我们严格表明，虽然提供简单的位标签，正交嵌套格陪集编码的合法接收器和窃听者的概率是次优的。
2014-11-21 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of a Gaussian Wiretap Channel With ADCs is Always Positive
我们考虑一个复杂的高斯窃听信道，在合法的接收器和窃听器的有限分辨率模数转换器（ADC）。对于这个通道，我们表明，一个积极的保密率总是可以实现的，只要在合法的接收机和窃听者的信道增益是不同的，无论ADC的量化水平。对于可互换性，我们首先考虑合法接收器处的1位ADC的情况，并应用二进制输入分布，其中当合法接收器处的信道增益小于窃听器处的信道增益时，两个输入点具有相同的相位，否则具有相反的相位。然后，通过适当地转换输入分布，将结果推广到合法接收器处的任意有限分辨率ADC的情况。对于真实高斯窃听信道的特殊情况下，在合法的接收器和窃听器的一位ADC，我们表明，我们的输入分布的选择满足Wyner码的最佳分布的必要条件。
2020-05-30 cs.IT math.IT
Secure Transmission with Multiple Antennas II: The MIMOME Wiretap Channel
分析了在发送端、接收端和窃听端都有多根天线的情况下，高斯窃听信道模型的容量。相关联的信道矩阵是固定的并且对于所有终端是已知的。一个可计算的特征的保密能力建立作为鞍点解的极大极小问题。相反的是基于在其他广播设置中使用的Sato类型的参数，并且编码定理基于高斯窃听码本。在高信噪比（SNR），保密容量示出通过同时对角化的信道矩阵通过广义奇异值分解，并独立编码跨所产生的并行信道。相应的广义奇异值的相关能力表示。它示出了一个半盲的“掩蔽”多输入多输出（MIMO）传输策略，发送信息沿方向，其中有增益的预期接收器，和合成噪声沿方向，其中没有，可以任意远离容量在这个制度。给出了保密容量为零的充要条件，简化了当信道矩阵的元素独立同分布时天线数多的限制。由此产生的缩放定律确定，为了防止安全通信，窃听者需要的天线数量是发送者和预期接收者共同拥有的天线数量的3倍，并且发送者和预期接收者之间的天线的最佳划分比例为2：1。
2010-06-30 cs.CR cs.IT math.IT
Wiretap Channel With Causal State Information and Secure Rate-Limited Feedback
在本文中，我们考虑了存在因果状态信息和安全速率限制反馈的窃听信道的保密容量。在这种情况下，来自信道的因果状态信息对合法发射机和合法接收机都可用。此外，合法接收机可以以有限的速率Rf向发射机发送安全反馈。我们证明了秘密容量是有界的。此外，当合法接收器的信道比窃听器的信道噪声小时，该界限被证明是紧的。容量实现方案是基于Wyner窃听编码和两个步骤的共享密钥生成：一个从状态信息和一个通过无噪声反馈。最后，我们考虑几种特殊情况。当状态信息仅在合法接收器处可用时，分析表明，与先前涉及反馈的结果不同，最好使用反馈将状态信息发送到发送器（如果可能的话），而不是发送随机密钥。
2014-08-14 cs.IT math.IT
Wiretap and Gelfand-Pinsker Channels Analogy and its Applications
提出了一种窃听信道（WTC）和具有非因果编码器信道状态信息的状态相关点对点信道（称为Gelfand-Pinker信道（GPC））之间的类比框架。一个良好的序列的隐形窃听代码诱导一个良好的序列的代码相应的GPC。因此，该框架使利用现有的结果GPC产生相反的证明他们的窃听类似物。类比很容易扩展到多用户广播的情况下，包括广播信道（BC）与确定性组件，用户之间的降级排序，和BC与合作接收器。给定具有两个接收器和一个窃听者的窃听BC（WTBC），通过将窃听者的观察序列转换成具有适当乘积分布（由WTBC的隐形窃听码引起）的状态序列，并且非因果地向编码器揭示状态，来构造类似的Gelfand-Pinsker BC（GPBC）。状态相关GPBC的转移矩阵是从WTBC的转移律中提取的，窃听者的输出扮演信道状态的角色。过去的半确定性（SD）的GPBC和物理退化（PD）的GPBC与通知接收器的容量结果被利用，以提供基于模拟的反向证明类似的WTBC设置。这表征了SD-WTBC和PD-WTBC的安全容量区域，其中较强的接收器也观察窃听者的信道输出。这些推导说明了窃听GP类比如何将一个问题的结果转化为另一个问题的研究进展。
2019-05-28 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
On SDoF of Multi-Receiver Wiretap Channel With Alternating CSIT
我们研究了高斯多输入单输出（MISO）两个接收器信道与外部窃听器的安全传输问题，假设下，可用于每个接收器的信道的状态是完美的（$P$）或延迟（$D$）传送到发送器。分别用$S_1$、$S_2$和$S_3$表示用户1、用户2和窃听者的发射机（CSIT）处的信道状态信息，则整个CSIT可以在八种可能的状态之间交替，即，$(S_1,S_2,S_3) \in \{P,D\}^3$。我们用$λ_{S_1 S_2 S_3}$表示状态$S_1S_2S_3$出现的时间部分。在这些假设下，我们首先考虑高斯MISO窃听信道和特征的安全自由度（SDoF）。接下来，我们考虑一般的多接收器设置和特征的SDOF区域的固定的混合状态$PPD$，$PDP$，和$DDP$。然后，我们把我们的注意力集中在对称的情况下，其中$λ_{PDD}=λ_{DPD}$。对于这种情况，我们建立了SDOF区域的界限。分析表明，交替CSIT允许在SDoF方面的协同增益;并表明，通过反对在不同状态下单独编码，跨状态的联合编码可以实现更好的安全率。此外，我们专门为两个接收器通道与外部窃听到两个用户的广播信道我们的结果。我们表明，交替CSIT的SDOF方面的协同增益并不限于多接收器窃听信道，也可以利用广播设置下。
2016-03-24 cs.IT math.IT
Information-Theoretical Security for Several Models of Multiple-Access Channel
研究了多址接入信道（MAC）的几种安全模型。首先，我们研究了降级的MAC与机密消息，其中两个用户发送他们的机密消息（没有共同的消息）到一个目的地，每个用户获得的MAC输出的降级版本。每个用户都将另一个用户视为窃听者，并希望对另一个用户尽可能地保密其机密消息。通过模糊度度量每个用户对另一个用户机密信息的不确定性，给出了该模型容量模糊域的内界和外界。通过二进制和高斯的例子进一步解释了结果。其次，离散无记忆多址窃听信道（MAC-WT）的研究，其中两个用户发送他们相应的机密消息（没有共同的消息）的合法接收器，而额外的窃听者希望通过窃听信道获得的消息。这种新的模型被认为是两种情况下：一般的MAC-WT与合作编码器，和降级的MAC-WT与非合作编码器。对于合作情形，给出了能力模糊区域的完全确定方法;对于非合作情形，给出了能力模糊区域的内、外边界。对于这两种情况，通过二元例子进一步解释了结果。
2012-12-29 cs.IT math.IT
Finite-blocklength performance of polar wiretap codes under a total variation secrecy constraint
CY Cergy Paris Université（塞吉-巴黎大学）；ENSEA（国立电子与信息技术工程学校）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Inria de Paris（巴黎国家信息与自动化研究所）；Università di Torino（都灵大学）
研究极化码在退化对称窃听信道下的性能，提出基于总变差距离的保密性约束方法，为有限块长下的窃听码 secrecy rate 下界计算提供新准则。
2026-03-30 cs.IT math.IT
LDPC Codes over Gaussian Multiple Access Wiretap Channel
研究了存在外部窃听者的两用户高斯多址接入信道（GMAC）问题。在这个问题中，窃听者接收到的信号具有较低的信号噪声比（SNR）相比，合法的接收器和所有发送的消息应该保持机密的窃听者。为此，我们提出了一个安全的编码方案，该方案利用低密度奇偶校验（LDPC）码，采用随机比特插入和打孔技术。在每个编码器处，将具有一些随机比特的机密消息系统地编码为随机消息，然后对机密消息的相关联比特进行打孔。接下来，编码器通过高斯多址窃听信道（GMAC-WT）发送其未穿孔比特。应用于LDPC码的打孔分布被认为是在两种情况下：随机和优化。我们利用修改的外部信息传输（EXIT）图分析，以优化每个编码器的打孔分布。安全间隙被用作GMAC-WT上发送的消息的保密措施，其应尽可能小。我们比较了所实现的安全速率对与GMAC-WT的可实现的保密速率区域，以显示所提出的方案的有效性能。在本文中，相等和不等功率的条件下，在发射机进行了研究。对于这两种情况下，我们得到了一个相当小的安全差距，相当于实现GMAC-WT的保密率区域附近的点。
2018-01-18 cs.IT math.IT
Transmitting an analog Gaussian source over a Gaussian wiretap channel under SNR mismatch
在这项工作中，我们研究了编码/解码方案的传输离散时间模拟高斯源高斯窃听信道。预期接收器被假定为具有某个最小信噪比（SNR），并且窃听者被假定为具有与预期接收器相比严格更低的SNR。对于一个固定的信息泄漏的窃听者，我们感兴趣的是在预期的接收机源重建失真最小化，我们提出了联合信源信道编码（JSCC）计划，这种设置。对于一个固定的信息泄漏到窃听者，我们还表明，考虑的方案给出了一个优雅的退化失真与SNR下SNR失配，即，当观察到实际信道SNR不同于设计SNR时。
2009-08-15 cs.IT math.IT
Optimal Order of Encoding for Gaussian MIMO Multi-Receiver Wiretap Channel
研究了高斯多输入多输出（MIMO）多接收机窃听信道。基站向K个预期用户广播机密消息，同时对窃听者保密消息。该信道的容量已经通过应用脏纸编码和随机编码来表征。然而，可能需要为此枚举K个阶乘编码阶数，这使得问题变得棘手。我们证明了存在一个最佳编码顺序，并减少了一次编码的K阶乘倍。通过构造一个保密加权和速率（WSR）最大化问题证明了最优编码顺序.该算法的最优编码顺序与无保密约束的MIMO广播信道的最优编码顺序相同，即WSR最大化问题中用户速率的权重决定了最优编码顺序。数值结果验证了最优编码顺序。
2022-05-13 cs.IT eess.SP 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
Utility of Beamforming Strategies for Secrecy in Multiuser MIMO Wiretap Channels
本文探讨了线性波束成形方法的安全通信在多用户窃听信道与一个单一的发射机，多个合法的接收机，和一个单一的窃听器，其中所有的节点都配备了多个天线。没有关于窃听者的信息被假定在发射机，我们检查广播MIMO下行链路与独立的信息，和多播MIMO下行链路与所有合法的接收机的共同信息。在这两种情况下，信息信号都是以刚好足够的功率发射的，以保证在期望的接收机处的某个SINR，而剩余的功率用于广播人工噪声。人工干扰选择性地降低被动窃听者的信号，同时保持与期望的接收器正交。我们分析了迫零和最佳的最小功率波束成形设计的广播信道，最佳的最小MSE波束成形器的组播信道提供的机密性。对窃听者的相对信干噪比和误码率性能的数值仿真表明了所提出的物理层安全方案的有效性。
2009-10-14 cs.IT math.IT
K-Receiver Wiretap Channel: Optimal Encoding Order and Signaling Design
本文研究K-接收方MIMO窃听信道，通过证明最优解码顺序与无保密MIMO广播信道一致，确定了实现容量区域的最优编码顺序，将复杂度降低K的阶乘倍，并利用块逐次最大化方法求解非凸WSR问题以设计最优信号。
2023-04-02 cs.IT eess.SP math.IT
On the Secrecy Degress of Freedom of the Multi-Antenna Block Fading Wiretap Channels
我们考虑多天线窃听信道中，发射机希望发送一个机密的消息，它的接收机，同时保持秘密的窃听。已经知道，当发射机在温和条件下没有信道状态信息（CSI）时，这种信道的保密容量不随信噪比增加。出于Jafar的强大的干扰对齐技术，我们研究了所谓的交错多天线块衰落窃听信道的合法接收机和窃听者有不同的时间相关结构。假设在发射机处没有CSI，我们表征秘密自由度（s.d.o.f.）在手边的频道。我们的结果表明，一个积极的s.d.o.f.无论何时两个接收机经历不同的衰落变化都可以确保。值得注意的是，非常简单的线性预编码方案提供了最佳的s.d.o.f.在某些感兴趣的情况下。
2010-05-04 cs.IT math.IT
On MMSE Properties of Codes for the Gaussian Broadcast and Wiretap Channels
这项工作涉及的行为“好”（容量实现）代码在几个多用户设置在高斯制度，在他们的最小均方误差（MMSE）的行为。在这种情况下，研究的设置包括高斯窃听信道，高斯广播信道（BC）和高斯BC与机密消息（BCC）。特别是这项工作解决的影响，传输此类代码对非预期的接收器，即接收器，既不需要可靠的解码传输的消息，也不是窃听者，必须保持无知，在某种程度上，传输的消息。这项工作还研究了容量区域上发生的影响，当我们限制了允许的干扰在一些非预期的接收机的MMSE。明确给出了高斯BC和高斯BCC的保密容量区域的容量区域和干扰约束之间的这种权衡。
2015-02-25 cs.IT math.IT
Secret key agreement on wiretap channels with transmitter side information
研究了受状态参数控制的窃听信道上的密钥协商协议。整个状态序列是已知的（非因果关系）发送者，但不接收器和窃听。秘密密钥容量的上限和下限都建立了公开讨论和不公开讨论。所提出的编码方案涉及构建一个码本，以创建在发送器和接收器处的状态序列的公共重构，以及通过随机分箱构建的另一个密钥码本。对于高斯信道的特殊情况，没有公开讨论，秘密密钥生成与脏纸问题，我们的界限之间的差距是最多1/2位和边界重合的高信号噪声比和高干扰噪声比制度。在公开讨论的存在下，我们的边界重合，产生的容量，然后接收器和窃听器的信道满足独立的噪声条件。
2010-06-30 cs.IT math.IT
MIMO Gaussian Broadcast Channels with Confidential and Common Messages
研究了两接收机多输入多输出（MIMO）高斯广播信道上的保密通信问题。发送器有两个独立的机密消息和一个公共消息。每个机密消息都是针对其中一个接收者的，但需要对另一个完全保密，而公共消息是针对两个接收者的。结果表明，一个自然的方案，结合秘密脏纸编码与高斯叠加编码实现的保密容量区域。为了证明这一结果，通道增强的方法和极值熵不等式的Weingarten等人。
2010-01-18 cs.CR cs.IT math.IT
Multiple-Input Multiple-Output Gaussian Broadcast Channels with Confidential Messages
研究了两接收机多输入多输出（MIMO）高斯广播信道上的保密通信问题。发送器有两个独立的消息，每个消息都是针对其中一个接收器的，但需要对另一个保持渐近完全保密。结果表明，令人惊讶的是，在矩阵功率约束下，两个消息可以同时发送在各自的最大保密率。为了证明这一结果，重新审视了MIMO高斯窃听信道，并通过使用人工噪声和随机分组的新编码方案提供了其保密能力的新表征。
2009-03-23 cs.CR cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for GSVD-Based Beamforming in the MIMO Wiretap Channel
本文考虑了一个多输入多输出（MIMO）高斯窃听信道模型，其中存在一个发射机，一个合法的接收机和一个窃听者，每个都配备了多个天线。当发送者和合法接收者可以以一定的正速率通信时，同时确保窃听者获得零比特的信息，就可以实现完美的保密。本文在假设发射端基于广义奇异值分解（GSVD）进行波束形成的前提下，研究了任意天线数下多天线MIMO窃听信道的理想保密容量。更准确地说，GSVD为基础的预编码器，实现保密容量的最佳分配的功率。这种解决方案被证明有几个优势，比以前的工作，认为保密容量的一般MIMO高斯窃听信道下的高信噪比的假设。数值结果来说明所提出的理论研究结果。
2010-06-09 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity Region of the Gaussian MIMO Multi-receiver Wiretap Channel
在本文中，我们考虑高斯多输入多输出（MIMO）多接收机窃听信道中，发射机希望有一个外部窃听者存在的情况下与任意数量的用户进行保密通信。我们推导出最一般的情况下，该通道的保密容量区域。我们首先表明，即使是单输入单输出（SISO）的情况下，现有的高斯标量广播信道的逆技术不能扩展到这个保密的上下文中，强调需要一个新的证明技术。我们的新的证明技术利用最小均方误差和互信息之间的关系，等价地，Fisher信息和微分熵之间的关系。利用从SISO信道的逆证明中得到的直观性，首先证明了退化MIMO信道的保密容量域，在该保密容量域中，所有接收机具有相同的天线数，并且噪声协方差矩阵可以按照半正定的顺序排列。然后，我们将此结果推广到对齐的情况下，其中所有接收器具有相同数量的天线，但是噪声协方差矩阵之间没有顺序。我们通过使用信道增强技术来完成这个任务。最后，我们找到了一般MIMO信道的保密容量区域，通过使用一些限制参数对齐MIMO信道的保密容量区域。我们表明，容量实现编码方案是一个变种的脏纸编码与高斯信号。
2009-03-18 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of a MIMO Gaussian Wiretap Channel with a Cooperative Jammer
本文研究了一个具有信源、合法接收者、窃听者和外部助手的助手辅助高斯窃听信道的保密容量，其中每个终端都配备有多个天线。在这种情况下，确定的保密能力通常需要解决一个非凸的保密率最大化（SRM）的问题。为了解决这个问题，我们首先将原来的SRM问题转化为一系列凸子问题。对于单天线合法接收机的特殊情况，我们通过凸优化和一维搜索相结合的方法得到了保密容量，而对于多天线合法接收机的一般情况，我们提出了一种迭代求解方法.为了更深入地了解如何帮助辅助高斯窃听信道的保密能力的行为，我们研究了可实现的安全自由度（s.d.o.f.）并获得最大可实现的S.D.O.F.以封闭的形式。我们还推导出一个封闭形式的解决方案，以达到最大的S.D.O.F.的原始SRM问题。数值结果表明了所提出方案的有效性。
2015-09-15 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
Location-Based Beamforming for Rician Wiretap Channels
我们提出了一个基于位置的波束形成方案窃听信道，其中一个源与一个合法的接收器在窃听者的存在进行通信。我们假设源和窃听者配备有多个天线，而合法的接收器配备有一个天线。我们还假设，所有的信道是在一个莱斯衰落环境中，从合法的接收机的信道状态信息是完全已知的源，和窃听者在源的唯一信息是她的位置。我们首先描述如何获得波束形成向量，最大限度地减少系统的保密中断概率，说明其依赖于窃听者的位置。然后，我们推导出一个易于计算的表达式的保密中断概率时，我们提出的基于位置的波束形成。最后，我们调查的位置不确定性的影响上的保密中断概率，显示我们提出的解决方案仍然可以允许保密，即使当源有有限的信息窃听者的位置。
2015-10-29 cs.IT math.IT
Multiple-Input Multiple-Output Gaussian Broadcast Channels with Common and Confidential Messages
本文考虑了多输入多输出（MIMO）高斯广播信道与两个接收器（接收器1和2）和两个消息的问题：一个共同的消息，旨在为两个接收器和一个机密的消息，只为接收器1，但需要保持渐近完全安全的接收器2。通过信道增强参数建立了保密容量区域的矩阵表征。通过首先将接收机1分成两个虚拟接收机，然后仅增强解码机密消息的虚拟接收机来构造增强信道。增强信道的保密容量区域的特征在于使用极值熵不等式先前建立的表征退化的复合MIMO高斯广播信道的容量区域。
2009-07-15 cs.IT math.IT
Information Spectrum Approach to Strong Converse Theorems for Degraded Wiretap Channels
我们认为块码退化窃听信道中的合法接收器解码的消息与渐近错误概率不大于$\varepsilon$，但泄漏到窃听消失。对于离散无记忆和高斯窃听信道，我们表明，传输的最大速率不依赖于$\varepsilon\in [0,1)$，即，这样的信道具有部分强逆性质。此外，我们推导出部分强逆属性的充分条件，以保持无记忆，但非平稳对称和退化窃听信道。我们的证明技术利用信息谱方法，这使我们能够建立一个必要和充分的条件，部分强逆举行一般窃听渠道没有任何信息稳定性的假设。
2014-09-26 cs.CR cs.IT math.IT
Blind MIMOME Wiretap Channel with Delayed CSIT
我们研究了高斯MIMOME窃听信道，其中发送器希望在窃听者存在的情况下向合法接收器传送机密消息，而窃听者不应该能够解码机密消息。网络中的每个节点配备有任意数量的天线。此外，信道是时变的，并且在发送器处不存在关于窃听者的信道的可用信道状态信息（CSIT）;并且发送器仅能够访问到合法接收器的信道的延迟CSIT。这种网络的安全自由度（SDoF）仅在特殊情况下被表征，并且在一般情况下是未知的。我们完全描述了这个网络的所有天线配置的SDOF。特别是，我们通过在接收器处提出更有效的人工噪声对齐来严格改进该网络的最先进可实现方案。此外，我们开发了一个严格的上限，利用4个重要的不等式，提供接收器，提供延迟CSIT或没有CSIT，或在接收器的集合，其中一些供应没有CSIT的接收信号的尺寸上的下限。这些不等式一起允许在网络中的信号尺寸与非对称CSIT的分析，因此，我们提出了一个相反的证明，导致所有可能的天线配置的SDoF的特征。
2016-03-06 cs.IT math.IT
Finite State Markov Wiretap Channel with Delayed Feedback
有限状态马尔可夫信道（FSMC）是无线移动通信信道的一种有效模型，其中信道转移概率由经历马尔可夫过程的状态控制。在本文中，我们研究了移动无线通信系统中的安全问题，考虑FSMC与窃听者，我们称之为有限状态马尔可夫窃听信道（FSM-WC）。我们假设合法接收者和窃听者完全知道状态，并且通过无噪声反馈信道，合法接收者在一定时间延迟后将其接收到的信道输出和状态发送回发送者。本文给出了带延迟状态反馈和带或不带延迟信道输出反馈的FSM-WC的容量模糊区域的内界和外界，并证明了如果窃听者的接收符号是合法接收器的退化版本，则这些界满足。通过退化高斯和高斯衰落的例子进一步解释了上述结果。
2017-01-05 cs.IT math.IT
Optimal Secure GDoF of Symmetric Gaussian Wiretap Channel with a Helper
我们研究了一个对称高斯窃听信道与助手，其中一个机密的消息被发送到一个合法的接收器，在存在的一个助手和一个窃听者，在一个弱的保密约束的概念。在这种情况下，我们描述了最佳安全广义自由度（GDoF）。实验结果表明，加入辅助器可以显著提高窃听信道的安全GDoF。结果得到了一个新的逆和一个新的方案的支持。在所提出的方案中，帮助者以特定的功率电平和方向发送合作干扰信号。通过这种方式，它最小化了GDoF中由保密约束引起的惩罚。在安全率分析中，采用了去噪和信号分离技术。
2019-09-11 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom of the Gaussian MIMO Wiretap and MIMO Broadcast Channels with Unknown Eavesdroppers
我们调查的安全自由度（SDoF）的窃听和K个用户高斯广播信道与多个天线在发射机，合法的接收机和一个未知数量的窃听者，每个天线的数量小于或等于一个已知的值NE。合法的发送者和接收者之间的信道矩阵在任何地方都是可用的，而合法的对没有关于窃听者的信道的信息。我们提供了所考虑的系统的精确总和SDOF。推导了一个新的综合上界，并在此基础上提出了一种新的利用干扰的可实现方案。我们证明了合作干扰是SDOF最佳的，即使没有窃听CSI在发射机。
2016-03-30 cs.IT math.IT
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
