A channel under simultaneous jamming and eavesdropping attack---correlated random coding capacities under strong secrecy criteria
给出了任意变化窃听信道相关随机编码保密容量的完整刻画。我们采用两种替代的强保密标准，这两个导致相同的多字母公式。这些准则的不同之处在于对相关随机性的处理，它们在不相关码的情况下是一致的。推导出的公式的基础上，我们表明，相关的随机编码的保密容量是连续的AVWC的函数，在不连续的非相关编码的保密容量。在相关随机码保密容量公式的证明中，我们应用了一个辅助信道，该辅助信道从发送者到预定接收者是复合的，从发送者到窃听者是任意变化的。
2015-12-18 cs.IT math.IT
Practical Secrecy: Bridging the Gap between Cryptography and Physical Layer Security
当前的安全技术可以通过要求秘密密钥交换或依赖于关于通信信道的假设来实现。在本文中，我们表明，通过使用被称为人工噪声的物理层技术，它是可行的，以保护秘密数据没有任何形式的秘密密钥交换和通信信道上的任何限制。具体来说，我们分析了人工噪声如何实现实际的保密性。通过将人工噪声作为一个非共享的一次性密钥秘密密钥，我们证明了该方案也达到了香农的完美保密。此外，我们表明，实现完美的保密比确保非零保密容量容易得多，特别是当窃听者有更多的天线比发射机。针对实际应用，我们证明了即使窃听者试图去除人工噪声，也可以保证实际保密性和强保密性。最后，我们展示了传统密码学和物理层安全之间的联系。
2013-11-04 cs.IT math.IT
New Properties of Intrinsic Information and Their Relation to Bound Secrecy
该研究证明本征信息与约化本征信息的零值等价性，指出有界保密存在性和约化本征信息等于密钥速率这两个猜想必有一错，还给出有界保密候选的信息擦除二值化构造及证明有界保密存在的多种方法。
2023-10-08 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy via Sources and Channels
Alice和Bob想要共享一个秘密密钥，并传递一个独立的消息，他们都希望对窃听者Eve保密。我们研究这个问题的秘密通信和秘密密钥生成时，两个资源-相关的来源在爱丽丝，鲍勃和夏娃，和一个嘈杂的广播信道从爱丽丝到鲍勃和夏娃这是独立的来源。我们感兴趣的特征之间的秘密消息和秘密密钥的速率的基本权衡。我们提出了一个可实现的解决方案，并证明其最优性的并行信道和源的情况下，每个子信道和源组件满足退化顺序（无论是有利于合法的接收器或窃听）。这包括联合高斯源和加性高斯信道的情况下，其中的保密区域进行评估。
2012-06-13 cs.IT math.IT
Distributed Multi-User Secret Sharing
我们考虑一个分布式秘密共享系统，由一个经销商，$n$存储节点，和$m$用户。每个用户都可以访问存储节点的某个子集，在那里可以下载存储的数据。对于$j=1,2,...,m$，经销商希望通过存储节点将特定的秘密$s_j$安全地传送给用户$j$。更具体地，在该多用户上下文中考虑两个保密条件。弱保密条件是指每个用户都不能得到任何关于其他用户的个人秘密的信息，而完美保密条件意味着一个用户不能得到任何关于所有其他用户的秘密集合的信息。在该系统中，分发者将秘密编码成多个秘密份额，并将它们加载到存储节点中。给定一定数量的存储节点，我们找到可以在这样的系统中提供服务的最大用户数量，并构建以完美保密的方式实现这一目标的方案。给出了任意$n$和$m$的最小通信复杂性和存储开销的下界。我们构造了分布式秘密共享协议，在一定的系统参数条件下，达到了通信复杂性的下限，同时提供完美的保密性。此外，我们构建的协议，再次在一定的条件下，同时达到下限的通信复杂性和存储开销，同时提供弱保密性，从而证明计划是最佳的两个参数。它示出了如何修改所提出的协议，以构建平衡的存储负载和通信复杂性的计划。
2020-09-29 cs.IT math.IT
Secret Message Transmission over Quantum Channels under Adversarial Quantum Noise: Secrecy Capacity and Super-Activation
我们确定AVQC（任意变化的量子信道）的保密能力。导出了平均错误概率和最大错误概率下的保密容量。这两个派生都基于一个共同的代码结构。我们构造的代码满足严格的保密要求，这被称为强代码概念。我们确定当保密容量是一个连续的函数的系统参数和完全刻画其间断点的平均误差准则和最大误差准则。此外，我们证明了AVQC的保密能力的“超激活”现象，即，两个量子信道都具有零保密容量，如果一起使用，则允许具有正容量的安全传输。我们还讨论了AVQC的纠缠蒸馏能力、纠缠产生能力和强子空间传输能力之间的关系。
2018-06-12 cs.IT math.IT quant-ph
A Bit of Secrecy for Gaussian Source Compression
本文研究了独立同分布高斯信源序列在不安全网络中的压缩问题。在一个三方无噪声通信网络（发送方Alice，合法接收方Bob和窃听者Eve）的博弈论环境中，研究了如何有效地压缩具有有限秘密密钥的高斯信源，以保证Bob能够以高保真度重建，同时防止Eve估计准确的重建。假设Alice和Bob共享具有有限速率的秘密密钥。三种情况下进行了研究，其中窃听者的范围从弱到强的因果边信息，她。结果表明，在高斯平方误差下，每个源符号一比特的秘密密钥就足以达到理想的保密性能，并且联合高斯随机变量不能优化信息论域.
2013-07-28 cs.CR cs.IT math.IT
Secret Message Transmission by HARQ with Multiple Encoding
两个代理，爱丽丝和鲍勃，通过块衰落信道之间的安全传输可以实现类似于传统的混合自动重传请求（HARQ），让爱丽丝发送多个块，每个包含一个编码版本的秘密消息，直到鲍勃通知爱丽丝成功解码的公共无错误返回信道。在现有文献中，每个块是用Wyner码生成的单个码字的不同打孔版本，该Wyner码对所有块使用共同的随机性。相反，在本文中，我们提出了一种更通用的方法，其中从独立随机性生成多个码字。类的通道，可解码性和保密性是确保其特征在于，与推导的存在的秘密代码。我们特别表明，类是不是一个平凡的子集（或超集）的现有计划，从而突出了新颖的解决方案。通过推导平均可实现的保密吞吐量，从而考虑到解码和保密中断的结果进一步证实。
2014-01-14 cs.CR cs.IT math.IT
Upper Bounds via Lamination on the Constrained Secrecy Capacity of Hypergraphical Sources
超图源是用于秘密密钥生成的自然类源，在超图源内，允许共享秘密的终端的不同子集公开讨论以商定全局秘密密钥。虽然他们的保密能力，即，可以由整个终端组达成一致的秘密密钥的最大速率是很好理解的，当对允许的公共讨论的总速率存在限制时，仍然开放的是可以生成的秘密密钥的最大速率。在这项工作中，我们得到了一个家庭的显式可计算的上界的位数的秘密密钥，可以产生每一位的公开讨论。这些上界是使用分层技术的熵函数的子模块的基础上得出的。特别是，这些上界的一个特定的实例，称为边缘分区的界限，被证明是紧的两两独立的网络模型，一个特殊情况下的超图源。实现该上界的秘密密钥生成方案是Nitinawarat等人的树填充协议，从而肯定地解决了树打包协议的讨论速率最优性。
2018-05-03 cs.IT math.IT
Secret Key-based Authentication With Passive Eavesdropper for Scalar Gaussian Sources
我们分析了相关高斯源存在窃听者时基于秘密密钥的认证系统的基本权衡。一个完整的特征之间的权衡密钥，存储和隐私泄漏率生成和选择的秘密模型。的主要贡献之一是揭示，不同于已知的离散源的结果，有没有必要的第二个辅助随机变量在高斯情况下的容量区域的特征。此外，还证明了利用信息谱方法可以实现系统的强保密性，并给出了容量域的参数表达式（可计算形式）.
2022-06-29 cs.CR cs.IT math.IT
Transmitter Optimization in MISO Broadcast Channel with Common and Secret Messages
在本文中，我们考虑在多输入单输出（MISO）广播信道与公共和秘密消息的发射机优化。该秘密消息是为$K$用户准备的，并且它相对于$J$窃听者以完全保密的方式发送，这些窃听者也被假定为网络中的合法用户。公共消息以固定速率$R_{0}$发送，并且它是为所有$K$用户和$J$窃听者准备的。源在总功率约束下操作。它还注入人工噪声，以提高保密率。我们得到的最佳协方差矩阵与公共消息，秘密消息，和人工噪声，最大化可实现的保密率，同时满足固定的速率$R_{0}$的公共消息。
2014-01-25 cs.IT math.IT
Secret Key and Private Key Constructions for Simple Multiterminal Source Models
这项工作的动机是最近的结果Csiszar和Narayan（IEEE trans.理论，2004年12月），其突出了由多个终端进行的保密生成与多终端Slepian-Wolf近无损数据压缩（无保密限制）之间的固有联系。我们提出了一种新的方法，用于构建秘密和私钥的基础上长期已知的Slepian-Wolf码的来源连接的虚拟加性噪声信道，由于Wyner（IEEE trans.理论，1974年1月）。明确的程序，这样的建设，及其充实，提供。
2005-11-13 cs.CR cs.IT math.IT
Cooperative Secret Communication with Artificial Noise in Symmetric Interference Channel
我们考虑对称高斯干扰信道中，两个用户试图提高他们的保密率在一个合作的方式。人工噪声与有用的信息一起引入。我们推导了两种最佳点，最大最小点和单用户点的功率控制和人工噪声参数。结果表明，功率约束存在一个临界值$P_c$，低于该临界值时，最大最小点是保密率域上的最优点，高于该临界值时，单用户点间的分时可以获得更大的保密率对.它还表明，人工噪声可以帮助扩大保密率区域，特别是在单用户点。
2010-08-16 cs.IT math.IT
Ergodic Secret Alignment
在本文中，我们介绍了两个新的实现方案的衰落多址窃听信道（MAC-WT）。在我们考虑的模型中，我们假设所有信道的状态的完美知识在所有节点处都以因果方式可用。我们的计划使用这些知识与时变性质的信道模型，以对齐来自不同用户的干扰在窃听完美地在一个一维空间，同时创建一个更高的维度空间的干扰信号在合法的接收器，从而允许更好的机会恢复。虽然我们在我们的第一方案中通过在发射机处的信号缩放来实现这种对准（基于缩放的对准（SBA）），但是我们让自然通过第二方案中的信道系数的遍历性来提供这种对准（遍历秘密对准（ESA））。对于每一个方案，我们得到的可实现的保密率区域。我们证明了这两种方案所实现的保密率与SNR的比例为1/2log（SNR）。因此，我们显示了次优的i.i.d.高斯信令为基础的计划与不合作的干扰，通过显示，保密率达到使用i.i.d.协同干扰下的高斯信号不随信噪比而变化。此外，我们介绍了我们的ESA计划，我们将合作干扰，以实现更高的保密率的改进版本。此外，我们推导出必要的最优性条件的功率控制策略，最大限度地提高我们的ESA计划时，单独使用和合作干扰的保密和可实现的速率。
2010-10-28 cs.CR cs.IT math.IT
MIMO DF Relay Beamforming for Secrecy with Artificial Noise, Imperfect CSI, and Finite-Alphabet
在本文中，我们考虑解码和转发（DF）中继波束形成与不完善的信道状态信息（CSI），合作人工噪声（AN）注入，和有限字母表输入存在的用户和$J$非合谋窃听。源和用户之间的通信由多输入多输出（MIMO）DF中继辅助。我们使用窃听代码由两部分组成的事实：i）公共消息（非秘密）和ii）秘密消息。源发送两个独立的消息：i）公共消息（非秘密），和ii）秘密消息。公共消息以固定速率$R_{0}$发送，并且它是为用户准备的。秘密消息也是为用户准备的，但它应该对$J$窃听者保密。源和MIMO DF中继在单独的功率约束下操作。为了提高保密率，MIMO中继还注入人工噪声。假设所有链路上的CSI是不完美的，并且CSI误差是范数有界的。为了最大化最坏情况下的保密率，我们最大化最坏情况下的链路信息速率的用户服从：i）源和MIMO中继的个人功率约束，以及ii）最好的情况下的链路信息速率的$J$窃听小于或等于$R_{0}$，以支持一个固定的公共消息速率$R_{0}$。数值结果显示的效果完美/不完美的CSI，存在/不存在的AN有限字母输入的保密率。
2015-05-04 cs.IT math.IT
Separation of Reliability and Secrecy in Rate-Limited Secret-Key Generation
对于离散或连续信源模型，研究了两个合法用户在一轮速率受限的公开通信中的秘密密钥生成问题。虽然我们不提供新的界限上的窃听秘密密钥（WSK）的离散源模型的能力，我们使用的替代可扩展性计划，可能是有用的实际应用。作为一个副作用，我们方便地扩展已知的边界的情况下，连续源模型。具体来说，我们考虑一个顺序的密钥生成策略，实现了一个速率限制的和解步骤，以处理可靠性，其次是一个隐私放大步骤与提取器处理保密性。我们证明，这样的顺序策略实现了最好的已知的限制速率的WSK容量的界限（在双向通信的情况下，退化的源的假设下）。然而，我们表明，与速率无限的公共通信的情况下，实现和解能力的顺序策略并不一定会导致实现WSK容量的最佳已知的界限。因此，可靠性和保密性可以被连续地但不是独立地对待，从而表现出有限速率公共通信的顺序策略的局限性。然而，我们提供的情况下，可靠性和保密性可以连续和独立地对待，如双向速率限制SK容量，单向速率限制WSK容量退化二进制对称源，和单向速率限制WSK容量高斯退化源。
2014-05-16 cs.IT math.IT
A Framework for Partial Secrecy
我们认为部分保密的理论限制，在设置窃听者试图因果重建的信息序列与低失真的基础上，截获的传输和过去的序列。发送器和接收器具有有限的秘密密钥，但不足以用一次性密码本建立完美的保密性。从另一个角度来看，窃听者是作为一个对手，在一个零和重复的游戏竞争的发送者和接收者的保密系统。在这种情况下，信息序列表示一系列的行动，失真函数捕捉博弈的收益。我们给出了一个信息论域，它表达了秘密密钥速率和最大最小失真之间的折衷。我们还简化了这个特征的线性规划。作为一个例子，我们讨论了如何最佳地使用秘密密钥隐藏Bernoulli-p位从窃听，使他们招致最大的汉明失真。
2010-08-04 cs.IT math.IT
Efficient One-Way Secret-Key Agreement and Private Channel Coding via Polarization
我们介绍了显式方案的基础上的极化现象的任务的单向秘密密钥协商的公共随机性和私人信道编码。对于前一个任务，我们展示了如何使用公共随机性和不安全的单向通信来获得强安全密钥，使得密钥构造的复杂度在块长度上基本上是线性的，并且密钥产生的速率是最佳的，即，等于单向秘密密钥速率。对于后者的任务，我们提出了一个私人的信道编码计划，实现的保密能力，使用的条件下，强保密性和其编码和解码的复杂性再次基本上是线性的块长度。
2013-04-12 cs.CR cs.IT math.IT
An Information Theoretic Approach to Secret Sharing
提出了一种新的信息论方法来解决秘密共享问题，其中一个分发者在一组参与者中分发一个或多个秘密，对于每个秘密，只有合格的用户集可以通过将他们的份额集中在一起来恢复它，而不合格的用户集即使将他们的份额集中在一起也无法获得关于秘密的信息。虽然现有的秘密共享系统（隐式）假设经销商和参与者之间的通信是无噪声的，本文采取了一个更实际的假设，经销商通过嘈杂的广播信道提供股份给参与者。提出了一种基于信息论的方法，利用信道作为额外的资源来实现秘密共享。这样，秘密共享问题可以转化为等价的窃听信道安全通信问题，并可以采用强大的信息论安全技术来解决。这种方法首先是为经典的秘密共享问题，其中只有一个秘密是要共享。这个经典的问题被证明是相当于一个复合窃听通道的通信问题。复合信道的保密容量的上下界提供了秘密共享率的相应界。该方法的力量进一步证明了一个更一般的分层多秘密共享问题，这是相当于降级的广播多输入多输出（MIMO）信道分层解码和保密约束。对MIMO广播信道的保密容量域进行了刻画，给出了秘密共享容量域。此外，这些安全的编码方案，实现了保密容量区域提供了一个信息论方案的秘密共享。
2014-04-25 cs.IT math.IT
Randomness and dependencies extraction via polarization, with applications to Slepian-Wolf coding and secrecy
将单个源的极化现象推广到多个相关源的情况。除了提取源的随机性之外，极坐标变换还将原始的任意依赖关系变为极值依赖关系。基于这一现象，提出了解决Slepian-Wolf问题和秘密密钥生成的极化编码方案.特别地，实现保密容量的秘密密钥的构造和实现Slepian-Wolf容量区域的压缩方案以$O(n \log (n))$的复杂度获得。
2014-11-12 cs.IT math.IT
Rate-Distortion Theory for Secrecy Systems
通信系统中的保密性在本文中通过对手引起的失真来测量。发送器和接收器共享秘密密钥，它们使用该密钥来加密通信并确保在对手处失真。一个模型被认为是一个对手不仅拦截从发射机到接收机的通信，但也可能有边信息。具体地说，对手可以因果或非因果访问与源序列或接收机的重建序列相关的信号。主要的贡献是通信速率，秘密密钥率，失真在对手，失真在合法的接收机之间的最佳折衷的表征。结果表明，在对手的因果边信息起着关键作用，在这种权衡。它还表明，标准化的含糊度的基础上的保密措施是一个特殊的情况下的框架。
2014-10-10 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy Capacity Region of a Multi-Antenna Gaussian Broadcast Channel with Confidential Messages
在无线数据网络中，通信由于其广播性质而特别容易受到窃听。安全和隐私系统对于无线提供商和企业网络来说已经变得至关重要。本文研究了高斯广播信道中的秘密通信问题，其中一个多天线发射机向两个具有信息论保密性的用户发送独立的保密消息。也就是说，每个用户都希望以可靠和安全的方式获得其自己的机密消息。该通信模型被称为具有机密消息的多天线高斯广播信道（MGBC-CM）。在这种通信场景下，首先基于高斯码本设计了一种秘密的脏纸编码方案和相应的可达保密率域。接下来，为MGBC-CM提供保密容量区域上的可计算Sato型外边界。此外，证明了Sato型外边界与秘密脏纸编码可达速率区域的边界一致，从而建立了MGBC-CM的保密容量区域。最后，两个数值例子表明，两个用户可以同时获得正速率下的信息理论的保密要求。
2007-09-28 cs.IT math.IT
Multi-terminal Secrecy in a Linear Non-coherent Packetized Networks
我们考虑一组m+1可信节点，旨在创建一个共享的秘密密钥K在网络中存在的被动窃听者，夏娃。我们假设来自诚实节点之一的线性非相干网络编码广播信道（在有限域F_q上）（即，其他人，包括夏娃。所有受信任的节点也可以通过一个免费的公共频道进行讨论，Eve也可以听到这个频道。对于这种设置，我们提出了上限和下限的秘密密钥生成容量假设字段大小q是非常大的。对于两个可信终端（m = 1）的情况下，我们的上限和下限相匹配，我们有完整的表征在大字段大小制度的保密能力。
2012-06-14 cs.CR cs.IT math.IT
Multi-Antenna Gaussian Broadcast Channels with Confidential Messages
在无线数据网中，由于其广播性质，通信特别容易受到窃听。安全和隐私系统对于无线提供商和企业网来说已经变得至关重要。研究了高斯广播信道中多天线发射机利用\emph{information-theoretic secrecy}向两个用户发送独立的保密消息的保密通信问题。也就是说，每个用户都希望以可靠和安全的方式获得其自己的机密消息。该通信模型被称为具有机密消息的多天线高斯广播信道（MGBC-CM）。在这种通信场景下，首先基于高斯码本设计了一种秘密的脏纸编码方案和相应的可达保密率域。接下来，为MGBC-CM提供保密容量区域上的可计算Sato型外边界。此外，证明了Sato型外边界与秘密脏纸编码可达速率区域的边界一致，从而建立了MGBC-CM的保密容量区域。最后，数值例子表明，在信息论保密要求下，两个用户可以同时获得正速率。
2008-04-26 cs.CR cs.IT math.IT
Interference-Assisted Secret Communication
由于无线介质的广播性质，无线通信易受对抗性窃听的影响。在本文中，它是如何窃听可以减轻利用无线介质的叠加特性。一个窃听信道与帮助窃听器（WT-HI），其中发送器发送一个机密的消息，其预期的接收器在存在的被动窃听器，并与一个独立的窃听器的帮助下，被认为是。不知道机密消息的解密者通过发送独立信号来帮助确保消息的保密性。给出了WT-HI可实现的保密率。结果表明，干扰可以被利用，以协助在无线通信保密。一个重要的例子，高斯的情况下，其中的窃听者有一个更好的信道到预期的接收器比窃听者，被认为是。在这种情况下，窃听器可以以确保其可以被预期接收器解码并从接收到的信号中减去但不能被窃听器解码的速率发送（随机）码字。因此，只有窃听者受到干扰，并且机密消息的机密级别增加。
2008-04-09 cs.CR cs.IT math.IT
Strong Secrecy in Pairwise Key Agreement over a Generalized Multiple Access Channel
本文研究了通过广义多址接入信道（MAC）连接的三个用户之间无公开通信的成对密钥协商问题。当两个用户控制信道输入时，所有三个用户都观察到来自信道的噪声输出，并且每对用户都希望就对其余用户隐藏的秘密密钥达成一致。首先，我们开发了一个“预生成”的密钥协商方案的基础上的保密码的广义MAC，其中的信道只用于分发预生成的密钥。然后，我们扩展此方案，包括一个额外的层的速率限制的秘密密钥生成通过治疗所观察到的信道输出作为诱导源。我们刻画了这两个方案的强密钥容量区域的内界和外界。对于“预生成”方案的一个特殊情况，我们得到了一个精确的特征。我们还说明了一些二进制的例子，利用广义MAC的广义性质可能会导致显着更大的密钥协议率。
2016-03-17 cs.IT math.IT
Information-Theoretically Secret Reed-Muller Identification with Affine Designs
研究识别方案中的信息论保密性问题，通过将语义保密加密方案应用于 Reed-Muller 识别码，证实增加保密性几乎无额外代价，为双向通信实现语义保密奠定基础。
2023-10-24 cs.IT math.IT
Classical-Quantum Arbitrarily Varying Wiretap Channel: Secret Message Transmission under Jamming Attacks
我们分析了任意变化的经典量子窃听信道，这些信道同时受到两种攻击：一种是被动的（窃听），另一种是主动的（干扰）。我们以前的工作进展，通过引入一个减少类的允许代码，满足更严格的保密要求比以前的定义。此外，我们证明了合法链接的非对称性足以使确定性和共同随机性辅助的保密能力相等。最后，我们重点分析了这两种保密容量的解析性质：完整地刻画了它们的间断点，以及它们的超激活性质。
2017-02-12 cs.IT math.IT
Error Free Perfect Secrecy Systems
香农的完美保密的基本界限说，秘密消息的熵不能大于发送者和合法接收者最初共享的秘密密钥的熵。Massey给出了这个结果的信息论证明，但是这个证明不需要密钥和密文的独立性。通过进一步假设独立性，我们得到了一个更严格的下限，即密钥熵不小于任何密码实现完美保密的消息样本大小的对数，即使源分布是固定的。同样的界限也适用于密文的熵。如果秘密消息在加密之前已被压缩，则边界仍然有效。本文还说明了该下界仅给出了预共享秘密密钥的最小长度。当密码系统被多次使用时，这不再是每轮消耗的密钥部分的合理度量。相反，本文提出并证明了一种新的衡量关键消费率。预期的密钥消费和用于传送密文的信道使用的数量之间的基本权衡的存在。设计了最优和近最优安全码。
2012-07-08 cs.IT math.IT
Secret Key Generation Via Localization and Mobility
我们认为秘密密钥的生成从相对定位信息的一对节点在移动无线网络中的移动窃听者的存在。我们的问题可以归类为信息理论保密的源模型，其中合法节点之间的距离作为观察到的共同随机性。我们的特点是理论上的限制，可实现的秘密密钥比特率，在合法节点和窃听者的观测噪声方差。这项工作提供了一个框架，结合信息理论的保密性和无线定位，并证明了本地化信息提供了一个显着的额外资源，秘密密钥生成在移动无线网络。
2014-05-20 cs.IT math.IT
Achievable Secrecy Rates over MIMOME Gaussian Channels with GMM Signals in Low-Noise Regime
我们考虑一个窃听多输入多输出多窃听（MIMOME）信道，其中代理爱丽丝的目的是发送一个秘密消息给代理鲍勃，而不泄漏任何信息给窃听代理夏娃。我们假设Alice比Bob和Eve都有更多的天线，并且她只对Eve的信道有统计知识。我们专注于低噪声制度，并评估的保密率，是可实现的秘密消息时，确定的分布的多变量高斯混合模型（GMM）的实现生成和通过信道传输。特别是，我们表明，如果夏娃有较少的天线比鲍勃，秘密传输总是可能在低噪声。此外，我们表明，在低噪声的限制，我们的计划的保密能力与其无约束的能力相一致，通过提供一类协方差矩阵，允许达到这样的限制，而不需要窃听编码。
2014-04-13 cs.IT math.IT
Incremental and Decremental Secret Key Agreement
本文研究了在一个子集中加入或去掉某些公共随机性时，一组随机变量之间的多元互信息的变化率。这是制定更精确地作为两个新的多终端秘密密钥协议的问题，问如何可以有效地增加保密能力，通过增加共同的随机性的一个小的用户子集，以及如何可以简化源模型，通过删除冗余的共同随机性，不有助于保密能力。组合结构已经澄清了一些有意义的开放问题。
2016-05-06 cs.IT math.IT
Classical - Quantum Arbitrarily Varying Wiretap Channel: Common Randomness Assisted Code and Continuity
确定了任意变化的经典-量子窃听信道在公共随机辅助编码下的保密容量，并进一步确定了从发送者到合法接收者是复合的，从发送者到窃听者是任意变化的混合信道模型的保密容量.作为一个应用程序，我们检查时的保密能力是一个系统参数的连续函数，并表明，资源，即，能够接触到随机实验结果的完美副本。有助于信道稳定。
2016-12-29 cs.IT math.IT quant-ph
Secret Communication with Feedback
研究了带反馈的保密通信。提出了一种利用反向信道产生共享秘密密钥的可验证性方案。被认为是二进制对称的前向和后向信道的情况下，所提出的方案和毛雷尔的编码方案的组合，以实现提高保密率。高斯信道的情况下，完美的输出反馈进行了分析和Schalkwijk-Kailath编码方案，以实现该信道的保密容量。
2008-12-09 cs.IT math.IT
Perfect Omniscience, Perfect Secrecy and Steiner Tree Packing
我们考虑完美的秘密密钥生成的“成对独立网络”模型中，每对终端共享一个随机的二进制字符串，与字符串共享不同的终端对是相互独立的。然后允许终端在无限容量的公共无噪声信道上交互通信。所有终端以及窃听者都观察到这种通信。其目的是生成一个完美的秘密密钥，由一组给定的终端以尽可能大的速率共享，并对窃听者隐藏。首先，我们展示了完美的全知的概念如何在刻画完美的秘密密钥容量方面发挥核心作用。其次，多重图表示的基础保密模型，使我们能够有效的算法完美的秘密密钥生成的基础上最大Steiner树包装。当所有终端寻求共享密钥时，该算法获得容量，并且通常获得至少一半的容量。第三，当一个单一的“helper”终端协助其余的“user”终端在生成一个完美的秘密密钥，我们给出了算法的最优性的必要和充分条件;此外，一个“weak”helper被证明是足够的最优性。
2010-08-05 cs.IT math.CO math.IT
Sparse Regression Codes for Secret Key Agreement: Achieving Strong Secrecy and Near-Optimal Rates for Gaussian Sources
本文提出基于SPARCs的高斯源密钥协商构造性协议，利用其率失真与Wyner-Ziv编码最优性，证明可在强保密下实现近最优密钥速率并揭示通信开销权衡。
2025-07-27 cs.IT math.IT math.PR
Source-Channel Secrecy with Causal Disclosure
研究了通信系统中的不完全保密问题。而不是使用模棱两可的保密措施，窃听者在产生源序列的估计所招致的失真进行检查。该通信系统由一个源和一个广播（窃听）信道，和无损再现的源序列在合法的接收器是必需的。该模型的一个关键方面是允许窃听者的行为取决于系统的过去行为。通过分别研究信源和信道编码操作的性能，然后将它们以数字方式连接在一起，获得可扩展性结果。虽然这里解决的问题已经解决时，保密资源是共享的秘密密钥，它被发现，取代秘密密钥的窃听通道带来了新的见解和挑战：弱保密的概念提供了尽可能多的失真，在窃听者作为强保密，公开信息自由是有害的。
2012-10-07 cs.IT math.IT
A Broadcast Approach To Secret Key Generation Over Slow Fading Channels
针对慢衰落信道，提出了一种基于分层广播策略的密钥生成方案。在所考虑的模型中，Alice希望与Bob共享密钥，同时将密钥保密给Eve，Eve是一个被动的窃听者。假设Alice-Bob和Alice-Eve信道都经历慢衰落，并且假设在传输期间仅在接收器处知道完美的信道状态信息（CSI）。在每个衰落时隙中，Alice广播编码层的连续体，因此允许Bob以与衰落状态对应的速率（Alice未知）解码。可靠解码的层的索引经由公共且无差错的信道从Bob发送回Alice，并且用于生成公共秘密密钥。在本文中，可实现的保密密钥速率推导出一个给定的功率分布在编码层。最佳功率分布的特点。结果表明，分层广播编码可以提高保密密钥速率显着相比，单级编码。
2011-03-16 cs.CR cs.IT math.IT
Polar Coding for Secret-Key Generation
秘密密钥生成的实际实现通常基于顺序策略，该策略在两个连续步骤中处理可靠性和保密性，称为协调和隐私放大。在本文中，我们提出了一种基于极化码的替代方法，该方法联合处理可靠性和保密性。具体而言，我们提出了秘密密钥容量实现极化编码方案的以下模型：（i）降级的二进制无记忆源（DBMS）模型与速率无限的公共通信，（ii）DBMS模型与单向速率有限的公共通信，（iii）1到m的广播模型和（iv）马尔可夫树模型与均匀的边际。对于模型（i）和（ii），我们的编码方案仍然有效的非退化源，虽然他们可能无法实现的秘密密钥的能力。对于模型（i），（ii）和（iii），我们的计划依赖于预先共享的秘密种子可以忽略不计的速率，但是，我们提供了这些模型的特殊情况下，不需要种子。最后，我们展示了我们的研究结果的应用程序的保密性和隐私的生物识别系统。因此，我们提供了第一个例子的低复杂度的秘密密钥的能力实现计划，能够处理模型（ii）的矢量量化，或模型（iii）和（iv）的多终端通信。
2015-08-06 cs.IT math.IT
Network Information Theoretic Security
香农指出，要在点对点通信中实现完全保密，消息速率不能超过共享秘密密钥速率，从而产生简单的一次性密码本加密方案。在本文中，我们将这项工作从点对点扩展到网络。我们考虑一个连接网络与成对的节点之间的通信。我们假设每个节点在通信开始之前被提供有一定量的秘密比特。具有无限计算能力的窃听者可以访问所有通信，并且可以破解其余节点不知道的节点子集。我们调查的信息理论安全通信的限制，这个网络。我们建立了一个权衡之间的安全信道率（一个节点对）和安全的网络速率（总和在所有节点对率），并表明，完美的保密可以实现当且仅当任何子集的未被黑客攻击的信道的总和速率不超过这些信道的共享unhacked秘密比特率。我们还提出了两个实用和有效的计划，实现了良好的平衡，网络和信道速率完美的保密保证。这项工作具有广泛的潜在应用，其中完美的保密性是理想的，如网络物理系统，分布式控制系统，和ad-hoc网络。
2020-05-27 cs.CR 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
Strong Secrecy for Cooperative Broadcast Channels
被认为是一个广播信道（BC）的解码器合作，通过一个单侧链路。一个公共消息和两个私人消息被发送，并且对协作辅助用户来说，发送给协作用户的私人消息应该是保密的。保密级别是根据强保密性来衡量的，即，一个消失的信息泄漏。通过使用双仓的秘密消息的码本的信道可分辨性为基础的代码，并通过使用似然编码器来选择发送的码字的容量区域上的内界导出。内界被证明是紧的半确定性和物理退化的BC和相应的BC没有保密约束的结果进行比较。Blackwell和Gaussian BC示例说明了保密性对速率区域的影响。不像没有保密的情况下，通过合作链路共享信息的私人消息是最佳的，我们的协议只传达部分共同和非机密的消息。由于保密要求，这种限制比通常的速率损失更多地降低了传输速率。提供了一个例子来说明这种损失。
2019-05-28 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
On the Role of Artificial Noise in Training and Data Transmission for Secret Communications
这项工作考虑了物理层保密通信系统中训练和数据传输的联合设计，并研究了人工噪声（AN）在这两个阶段中的作用。特别地，在训练阶段中的AN用于防止窃听者获得准确的信道状态信息（CSI），而在数据传输阶段中的AN可以用于屏蔽机密消息的传输。通过考虑AN辅助训练和保密波束形成方案，我们首先推导出可实现的保密率的界限，并获得在高信噪比下渐近紧的封闭形式近似。然后，通过最大化的近似可实现的保密率，最佳的功率分配之间的信号和AN在训练和数据传输阶段，获得了传统的和AN辅助训练为基础的计划。我们表明，使用AN是必要的，以实现高的保密率在高信噪比，它的使用在训练阶段可以更有效地比在数据传输阶段时的相干时间是大的。然而，在低SNR下，AN的使用没有提供优势，因为在这种情况下难以获得CSI。数值结果验证了我们的理论主张。
2015-11-05 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Secure Gaussian Parallel Relay Channels with Finite-Length Coding and Discrete Constellations
研究了在存在窃听者（Eve）和多个解码转发中继节点的情况下Alice向Bob发送秘密消息的问题。每个链路包括一组并行信道，例如对正交频分复用传输进行建模。我们考虑离散星座和有限长度编码的影响，定义了一个可实现的保密率的限制下的含糊率在前夕。然后，我们提出了一个功率和信道分配算法，最大化可实现的保密率诉诸两个耦合的Gale-Shapley算法的稳定匹配问题。我们考虑的情况下，在爱丽丝的全部和部分信道状态信息。在后一种情况下，我们只保证中断保密率，即，在给定概率下保持秘密的消息的比率。数值结果提供了瑞利衰落信道的平均中断保密率，表明实际计划实现的性能非常接近理想的。
2018-07-17 cs.CR cs.IT math.IT
On The Secrecy of the Cognitive Interference Channel with Channel State
本文研究了认知状态相关干扰信道中的保密问题。在这种情况下，我们有一个主要的和认知发射机-接收机对。认知发送器将主发送器的消息作为边信息。此外，信道的状态在认知编码器处是已知的。因此，认知编码器使用此边信息与主发送器合作，并机密地发送其单独的消息。推导了该信道的可达速率区域和速率区域的外边界。所得结果作为特例推广到已有的工作中。
2012-08-22 cs.IT math.IT
Secret Writing on Dirty Paper: A Deterministic View
最近有很多成功的使用确定性的方法来提供高斯网络容量的近似表征。在本文中，我们采取了确定性的观点，并重新考虑的问题，窃听信道的边信息。一个精确的表征的保密能力得到一个线性确定性模型，这自然表明一个编码方案，我们表明，以实现保密能力的退化高斯模型（被称为“秘密写在脏纸”）在半位。
2012-01-05 cs.IT math.IT
Key Generation Using External Source Excitation: Capacity, Reliability, and Secrecy Exponent
我们研究的基本限制秘密密钥生成从一个兴奋的分布式源（EDS）。在EDS中，一对终端观察由预先安排的信号激发的随机性的相关源。我们首先确定这种系统的秘密密钥容量与单向公共消息。然后，我们刻画了一个折衷之间的秘密密钥率和密钥协商失败的概率和密钥生成的秘密的指数界。我们发现，可靠性和保密性之间有一个根本的权衡。然后，我们探讨这个框架内的上下文中的互惠无线信道。在该设置中，用户向彼此发送预先安排的激励信号。当衰落为瑞利衰落时，用户的观测值为联合高斯源。我们表明，一个开关激励信号与信噪比相关的占空比实现了该系统的秘密密钥容量。此外，我们表征了一个基本的度量-每个关键位的可靠的密钥生成的最小能量-并表明，在传统的AWGN信道相比，有一个非零的阈值SNR，实现每个关键位的最小能量。实现开关激励信号的容量在低于阈值的任何SNR下实现每密钥比特的最小能量。最后，我们建立了我们的错误指数的结果，调查所需的能量生成一个密钥使用有限的块长度。我们再次发现，当与恒定激励信号相比时，开关激励信号产生改进。除了瑞利衰落，我们分析了基于二进制信道相位量化的系统的性能。
2011-10-28 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
Upper and Lower Bounds on Black-Box Steganography
我们研究了隐写术的局限性，当发送者不使用任何属性的基础信道超出其熵和采样的能力，从it.On消极的一面，我们表明，发送者必须从信道中获得的样本数量是指数的隐写系统的速率。在积极的一面，我们提出了第一个秘密密钥隐写系统，基本上匹配这个下限，而不管底层信道的熵。此外，对于高熵信道，我们提出了第一个无状态地匹配这个下限的密钥隐写系统（即，而不需要发送者和接收者之间的同步状态）。
2008-06-04 cs.CC cs.CR cs.IT
Strong Secrecy from Channel Resolvability
我们分析物理层安全的前提下，编码机制的保密噪声信道是绑定到信道可解析性的概念。而不是考虑基于容量的建设，其中关联到每个消息的子码，操作略低于窃听者的信道的容量，我们考虑基于信道可分辨性的建设，其中关联到每个消息的子码，操作略高于窃听者的信道的可分辨性。建立在Csiszar和Hayashi的工作，我们提供了进一步的证据，通道可解析性是一个强大的和通用的编码机制的秘密，通过开发的结果，持有强保密指标和任意通道。具体来说，我们表明，至少对于对称窃听信道，随机容量为基础的建设未能实现强保密能力，而基于信道可分解性的建设实现it.Then，我们利用信道可分解性建立的保密容量区域的任意广播信道的机密消息和成本约束的强保密度量。最后，我们专门研究了无线信道的保密容量与完善的信道状态信息，混合信道和复合信道的接收机信道状态信息（CSI），以及秘密密钥协商的源模型的秘密密钥容量。通过将保密性与信道可解析性联系起来，我们用简单的证明获得了强保密度量的可实现速率。
2013-09-06 cs.IT math.IT
Strong Secrecy for Multiple Access Channels
我们展示了两种不同的窃听多址信道编码问题的强保密可达速率区域。在第一个问题中，每个编码器都有一个私有消息，两者都有一个公共消息要传输。编码器具有对公共随机性的熵受限访问。如果没有共同的随机性是可用的，那么这里导出的可实现区域不允许秘密传输共同的消息。第二个编码问题假设编码器没有共同的信息，也没有访问共同的随机性。然而，它们可以具有会议链路，通过该会议链路它们可以迭代地交换速率受限的信息。这可以用于形成公共消息和公共随机性，以将第二编码问题减少到第一编码问题。我们给出了一个通道的例子，其中可实现的区域等于零，没有会议或共同的随机性和会议建立的秘密消息传输的可能性。这两个编码问题描述了实际相关的网络，需要防止窃听攻击。
2012-09-20 cs.IT math.IT
Previous Messages Provide the Key to Achieve Shannon Capacity in a Wiretap Channel
我们考虑一个窃听信道，并使用以前发送的消息来生成一个秘密密钥，这增加了保密容量。这可以自举以将保密容量增加到香农容量，而不使用任何反馈或额外的信道，同时保持窃听信道的强保密性。
2014-04-23 cs.CR cs.IT math.IT
Multiple Access Channel with Common Message and Secrecy constraint
本文研究了在多址信道上使用公共消息进行保密通信的问题。在这里，我们假设两个发射机有机密信息，必须对窃听器（第二个接收机）保密，并且他们都可以访问可以由两个接收机解码的公共信息。我们将此设置称为具有公共消息的多址窃听信道（MAWC-CM）。对于这种设置，我们推导出一般的内部和外部边界上的秘密容量区域的离散无记忆的情况下，这些界限满足彼此的特殊情况下，称为开关通道。同时，对于高斯版本的MAWC-CM，我们推导出内部和外部边界的保密能力区域。提供高斯情况下的数值结果，我们说明了所考虑的模型和复合多址接入信道的容量区域之间的比较派生的可达速率区域和外边界。
2016-07-12 cs.IT math.IT
