Construction of Codes for Wiretap Channel and Secret Key Agreement from Correlated Source Outputs by Using Sparse Matrices
本文的目的是证明编码定理的窃听信道编码问题和秘密密钥协商问题的基础上的概念的哈希性质的一个集合的功能。这些定理意味着使用稀疏矩阵的码可以达到最佳速率。此外，还证明了窃听信道和秘密密钥协议的固定速率通用编码定理。
2010-04-09 cs.CR cs.IT math.IT
A Channel Model of Transceivers for Multiterminal Secret Key Agreement
信息论秘密密钥协商不可能不作初始假设。一种类型的初始假设是通过使用连接终端的噪声信道生成的相关随机变量。终端使用相关的随机变量和在可靠的公共信道上的通信来获得共享的秘密密钥。以前的信道模型假设每个终端要么控制信道的一个输入，要么接收信道的一个输出变量。在本文中，我们提出了一种新的收发器的信道模型，其中每个终端同时控制一个输入变量，并观察（噪声）信道的输出变量。我们给出了秘密密钥容量的上界和下界（即，最高可达密钥速率），并证明了在公共通信是非交互和噪声信道输入变量独立的条件下，该收发机模型的秘密密钥容量。
2020-08-07 cs.CR cs.IT math.IT
Secret Key Agreement by Soft-decision of Signals in Gaussian Maurer's Model
本文研究了Gaussian Maurer模型中的秘密密钥协商问题。在Gaussian Maurer的模型中，合法接收者Alice和Bob以及窃听者Eve分别通过三个独立的无记忆高斯信道接收卫星随机产生的信号。然后，Alice和Bob从他们接收到的信号中生成公共秘密密钥。在这个模型中，我们提出了一个协议，用于产生一个共同的秘密密钥，通过使用的结果，软判决的Alice和Bob的接收信号。然后，我们计算了一个下界的秘密密钥率在我们提出的协议。与只使用硬判决的协议相比，我们发现使用我们的协议可以获得更高的速率。
2008-04-18 cs.CR cs.IT math.IT
A New Secret key Agreement Scheme in a Four-Terminal Network
考虑了在存在外部窃听者的情况下在三个终端之间生成秘密密钥和两个私钥的新场景。终端1、2和3打算共享对外部窃听者（终端4）隐藏的公共秘密密钥，同时，终端1和2中的每一个打算与终端3共享私钥，同时保持其对彼此和对终端4隐藏。所有四个终端都遵守i.i.d.相关源的输出，并且存在从终端3到终端1和2的公共信道。导出了“秘密密钥-私钥容量域”的内界，并在某些特殊情况下得到了单字母容量域。
2011-03-27 cs.CR 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
A Capacity-achieving One-message Key Agreement With Finite Blocklength Analysis
信息论秘密密钥协商（SKA）协议是用于在两个或多个参与方之间建立共享秘密密钥的基本密码原语。在源模型中的两方SKA中，Alice和Bob拥有两个相关变量的样本，这些样本被部分泄露给Eve，他们的目标是通过一个可靠的公共信道建立一个共享的秘密密钥。伊芙一定没有关于已建立密钥的信息。本文研究了一个消息秘密密钥协商问题，其中密钥是由Alice发送一个消息给Bob建立的。提出了一个单消息SKA（OM-SKA）协议，证明了该协议具有单向秘密密钥容量，并给出了可达秘密密钥长度的有限块长度近似.我们将我们的结果与现有的OM-SKAs进行比较，并显示该协议具有独特的理想属性组合。
2020-03-06 cs.CR cs.IT math.IT
A Perspective on Unique Information: Directionality, Intuitions, and Secret Key Agreement
最近，部分信息分解成为一个有前途的框架，用于识别联合分布中包含的信息的有意义的成分。然而，由于缺乏一种普遍接受的量化其成分的方法，它的采用和实际应用一直受到阻碍。在这里，我们简要地讨论了双变量（两个源）部分信息分解和两个隐含的方向性解释，用于直观地激励替代组件的定义。平行秘密密钥协议率从信息理论密码学，我们表明，这些直觉是互不相容的，并建议，这是持久的竞争的定义和解释的基础。在强调了这一迄今未被承认的问题之后，我们概述了几种可能的解决方案。
2018-08-26 cs.CR cs.IT math.IT
Secret Key Agreement under Discussion Rate Constraints
对于多终端秘密密钥协商问题，得到了在秘密容量之下实现任意给定秘密密钥速率所需的公开讨论速率的新的单字母下界.结果适用于一般的源模型没有助手或窃听者的边信息，但可以加强对hypergraphical源。特别是，对于两两独立的网络，结果引起的最大秘密密钥率的限制下实现的总讨论率的一个完整的表征。
2017-01-19 cs.IT math.IT
Wiretap Secret Key Agreement Via Secure Omniscience
本文探讨了多终端源模型中窃听密钥协商与安全全知的对偶性，证明了该对偶性在特定有限线性源模型中成立，并给出了非FLS模型中对偶性不成立的反例。
2023-07-26 cs.CR cs.IT math.IT
Secret Key Agreement Using Correlated Sources over the Generalized Multiple Access Channel
考虑在三个用户之间建立的秘密密钥协议，其中用户1和2中的每一个都打算与用户3共享秘密密钥，并且用户1和2相对于彼此是窃听者。三个用户观察i.i.d.相关源的输出，并且存在从用户1和2到用户3的广义离散无记忆多址信道（GDMMAC），用于用户之间的通信。秘密密钥协议使用相关的源和GDMMAC来建立。在此设置中，研究了秘密密钥容量区域的内外界。此外，对于信道输入、输出和信源按某种顺序构成马尔可夫链的特殊情况，导出了秘密密钥容量域。在此设置中还考虑高斯情况。
2012-04-13 cs.IT math.IT
Scalable Multiterminal Key Agreement via Error-Correcting Codes
Stony Brook University（石溪大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出一种基于纠错码的多终端密钥协议，利用里德-所罗门码和阈值重建技术，实现安全高效的密钥共享与容量分析。
2025-12-19 cs.CR cs.IT math.IT
Secret Key Agreement with Large Antenna Arrays under the Pilot Contamination Attack
我们提出了一个秘密密钥协商（SKA）协议的多用户时分双工系统中，一个基站（BS）与一个大的天线阵列（LAA）共享秘密密钥与用户在非合谋窃听存在。在该系统中，当基站向合法用户发送随机序列以共享公共随机性时，窃听者可以尝试导频污染攻击（PCA），每个窃听者发送其目标用户的训练序列，希望通过将波束转向窃听者来获取可能的信息泄漏。我们发现，存在着一个重要的互补关系，在窃听者和其目标用户的接收信号强度。这个关系告诉我们，窃听者不可避免地留下一个痕迹，使我们能够设计一种方法来测量信息泄漏量的窃听者，即使PCA参数是未知的。为此，我们推导出从BS到窃听者的信道增益的估计器，并提出了一种速率自适应方案，用于调整PCA下的秘密密钥的长度。在不同的设置下进行了广泛的分析和评估，这表明所提出的方案充分利用LAA建立PCA下的密钥。
2015-07-01 cs.CR cs.IT math.IT
Group secret key agreement over state-dependent wireless broadcast channels
我们考虑一组$m$信任和认证的节点，旨在创建一个共享的秘密密钥$K$通过无线信道中存在的窃听夏娃。我们假设，存在一个状态依赖的无线广播信道从诚实的节点之一，其余的，包括夏娃。所有的可信节点也可以讨论一个免费的，无噪声和无限速率的公共信道，这也是由夏娃偷听。为此，我们开发了一个信息理论上安全的秘密密钥协商协议。我们展示了这个协议的最优性为“线性确定性”的无线广播信道。该模型推广了无线广播信道的数据包擦除模型。针对“状态依赖高斯”无线广播信道，提出了一种基于多层窃听码的可扩展性方案。找到最佳可实现的秘密密钥生成速率导致解决非凸功率分配问题。我们表明，使用动态规划算法，可以获得最佳的功率分配这个问题。此外，我们证明了该方案的最优性的制度，高信噪比和大动态范围的信道状态（广义）自由度的意义。
2016-04-08 cs.CR cs.IT math.IT
Conference Key Agreement and Quantum Sharing of Classical Secrets with Noisy GHZ States
我们提出了一个广泛的类蒸馏方案的多体纠缠态的CSS状态。我们的建议不仅提供了优越的效率，但也有新的见解CSS状态和二分图状态之间的连接。然后，我们考虑我们的蒸馏计划的应用程序的两个密码任务-即（a）会议密钥协议和（b）量子共享的经典秘密。特别是，我们构建“测量和测量”协议。研究了这些协议的收益率和协议安全运行的保真度阈值。令人惊讶的是，我们的协议将安全地运行，即使初始状态不违反标准的GHZ状态的贝尔不等式。实验实现只涉及二分纠缠也提出了建议。
2005-08-22 cs.CR cs.IT math.IT
Secret Key Agreement and Secure Omniscience of Tree-PIN Source with Linear Wiretapper
虽然窃听秘密密钥的能力仍然是未知的一般源模型，即使在两个用户的情况下，我们得到了一个单字母的一大类的多用户源模型与线性窃听谁可以观察到任何线性组合的来源。我们引入了不可约源的思想，以显示存在一个最佳的通信方案，实现完美的全知与最小的信息泄漏给窃听。这意味着窃听秘密密钥协议和安全无所不知的问题之间的对偶性，这种对偶性可能适用于更一般的来源。
2021-02-02 cs.IT math.IT
The Sender-Excited Secret Key Agreement Model: Capacity, Reliability and Secrecy Exponents
本文考虑了当信源由发送方随机激励且存在一个无噪声的公共讨论信道时的秘密密钥生成问题。因此，我们的设置是类似于最近的作品与动作依赖状态的通道，其中通道状态可能会受到一些参与方。我们通过一种信源仿真分析，推导出秘密密钥容量的单字母表达式。我们还推导出可实现的可靠性和保密指数的下界，即，解码错误概率和信息泄漏概率的指数衰减率。这些指数允许我们确定一组强可实现的秘密密钥速率。对于退化的窃听者的最大强可达到的速率等于秘密密钥的能力，我们的指数也可以专门以前已知的结果。在推导出我们的强可验证性结果时，我们引入了一种编码方案，该方案结合了窃听编码（以激发信道）和密钥提取（从剩余随机性中提取密钥）。秘密密钥容量自然地被看作是源和信道类型随机性的组合。通过例子，我们说明了一个基本的相互作用之间的部分秘密密钥率由于每种类型的随机性。我们还说明了固有的权衡之间的可实现的可靠性和保密指数。我们的新计划也自然地考虑到公众讨论的利率限制。我们表明，在速率约束下，我们能够实现更大的速率比那些可以通过一个纯源仿真策略。
2013-10-10 cs.CR cs.IT math.IT
Secret-Key Agreement Using Physical Identifiers for Degraded and Less Noisy Authentication Channels
本文针对基于物理标识的密钥协商协议，证明在退化和低噪声认证信道下仅需一个辅助随机变量即可表达容量区域，并给出二进制与高斯源的闭式解及数值分析。
2025-03-11 cs.CR 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
Multiterminal Secret Key Agreement at Asymptotically Zero Discussion Rate
在多终端秘密密钥协商问题中，一组用户希望彼此讨论，直到他们共享一个公共的秘密密钥，而与他们的讨论无关。我们要刻画的最大秘密密钥率，称为保密能力，渐近时，总的讨论率为零。在只有两个用户的情况下，容量等于Gács-Körner公共信息。然而，当有两个以上的用户时，容量是未知的。Gács-Körner公共信息的多元扩展是容量，这是合理的，然而，证明相反是具有挑战性的。我们解决了这个超图源和有限线性源，并提供有效的可计算的特征。我们也给出了一些想法的技术扩展到更一般的源模型。
2018-02-14 cs.IT math.IT
PMI-based MIMO OFDM PHY Integrated Key Exchange (P-MOPI) Scheme
在文学中，J。P. Cheng等人已经提出了MIMO-OFDM PHY集成（MOPI）方案，用于在实践中实现物理层安全性而不使用任何密码。MOPI方案使用信道探测和物理层网络编码（PNC）来防止窃听者获知信道状态信息（CSI）。然而，由于在发射机处使用多个天线用于PNC和在接收机处使用波束成形，因此在我们以前的MOPI方案中不可能具有空间复用也不可能使用空时码。在本文中，我们提出了一种变体的MOPI计划，称为P-MOPI，它与密码，并利用预编码矩阵索引（PMI）作为一个有效的密钥交换机制。在信道探测的情况下，PMI仅在发射机和合法接收机之间是已知的。然后可以使用共享密钥，例如，作为生成伪随机比特序列的种子，用于使用流密码保护后续传输。通过在OFDM系统的独立子载波上应用相同的技术，P-MOPI方案容易地允许通信双方交换超过100个秘密比特。结果，通过使用P-MOPI方案，不仅可以保证安全通信，而且可以保证MIMO增益。
2011-01-21 cs.IT math.IT
Secret-Key Agreement with Public Discussion subject to an Amplitude Constraint
本文考虑了在信道输入端有峰值功率约束$A$的情况下，秘密密钥协议的公开讨论问题。最优输入分布被证明是离散的有限支撑。首先将秘密密钥信道模型变换为在合法接收机处具有更好噪声统计的等效高斯窃听信道，然后利用高斯窃听信道的最优分布是离散的这一事实来获得结果。为了克服计算量大的搜索最佳离散分布，提出了几个次优方案，并显示数值执行接近的能力。此外，下限和上限的秘密密钥容量提供和使用证明的秘密密钥容量收敛的渐近高值的$A$，秘密密钥容量与平均功率约束$A^2$。最后，当幅度约束A较小时（$A \to 0$），证明了秘密密钥容量渐近等于有幅度约束A且无秘密约束的合法用户的容量。
2016-04-01 cs.IT math.IT
Secret Key Agreement from Correlated Gaussian Sources by Rate Limited Public Communication
研究了相关高斯信源的秘密密钥协商问题，其中合法参与者可以使用有限速率的公开通信。对于具有单向公共通信的协议类，我们给出了密钥生成速率和公共通信速率之间的最优折衷的封闭形式表达式。我们的研究结果澄清了离散源和连续源的密钥一致性之间的本质区别。
2011-03-05 cs.IT math.IT
One-Shot Perfect Secret Key Agreement for Finite Linear Sources
我们考虑有限线性源模型上的多端秘密密钥协商问题的一个非渐近（一次性）版本。在该模型中，每个终端的观测值是由100个i.i.d.组成的基础随机向量的线性函数。均匀随机变量限制公共讨论是终端的观察的线性函数，我们得到的通信复杂性（最小数量的符号的公共讨论）生成的最大长度的秘密密钥的表征。最低限度的讨论是通过一个非交互式的协议，其中每个终端首先做一个线性处理自己的私人观察，然后终端都执行一个讨论的最佳通信全知协议。最后得到的秘密密钥是所有观测向量的线性函数。
2019-01-17 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
Successive Secret Key Agreement over Generalized Multiple Access and Broadcast Channels
考虑了三个用户之间的秘密密钥协商框架，其中用户1和2中的每一个意图与用户3共享秘密密钥，并且用户1和2相对于彼此是窃听者。存在从用户1和2到用户3的广义离散无记忆多址接入信道（GDMMAC），其中三个用户从该信道接收输出。此外，存在从用户3到用户1和2的广播信道（BC）。秘密密钥共享是指GDMMAC和BC可以连续使用的情况。在此框架下，推导出了秘密密钥容量区域的内界。此外，对于GDMAC和BC的信道输入和输出以某种顺序形成马尔可夫链的特殊情况，导出了秘密密钥容量区域。并通过一个二元算例对结果进行了讨论。
2013-05-07 cs.IT math.IT
Variable-Length Secret Key Agreement via Random Stopping Time
针对双方利用相关随机源和公开讨论生成密钥的问题，本文引入基于随机停止时间的可变长度均匀性约束，并提出简单高效、类比 Huffman 编码与 Knuth-Yao 生成器的可变长度密钥协商方案。
2024-05-13 cs.IT math.IT
Compressed Secret Key Agreement: Maximizing Multivariate Mutual Information Per Bit
通过公开讨论的多终端秘密密钥协议问题制定了一个额外的源压缩步骤，在公开讨论阶段之前，用户独立地压缩他们的私人源，以过滤出强相关的组件，用于生成一个共同的秘密密钥。目标是最大化可实现的密钥速率作为压缩源的联合熵的函数。由于最大可实现的密钥速率捕获与压缩源相互的信息的总量，所以最优压缩方案本质上使私有源的每比特随机性的多变量互信息最大化，并且因此可以更一般地被视为降维技术。单字母的最大可实现的密钥速率的上下限推导出一般源模型，和一个显式的多项式时间的可计算公式得到的两两独立的网络模型。特别地，利用速率限制的讨论，得到了相关秘密密钥协商问题的逆结果和上界。一个精确的对偶性示出了两个用户的情况下，单向的讨论，并将这种对偶性扩展到多用户的情况下，以获得所需的逆结果。压缩秘密密钥协商问题除了在信息处理和降维方面提出新的挑战外，通过提供一种更结构化的实现方案和一些更简单的证明方法，为解决速率受限的秘密密钥协商难题提供了新的思路。
2017-10-02 cs.IT math.IT
Secret-Key Agreement Capacity over Reciprocal Fading Channels: A Separation Approach
研究了无线信道上秘密密钥协商的基本限制。我们考虑一个双向块衰落信道的信道增益在合法终端之间的前向和反向链路相关。合法终端之间的信道增益不被透露给任何终端，而窃听者的信道增益被透露给窃听者。我们提出了一个两阶段的传输方案，保留一定的部分，每个相干块的信道估计，和相关的源生成的相干块的其余部分。所得的秘密密钥涉及信道序列和源序列两者的贡献，随着相干周期的增加，后者的贡献变得占主导地位。我们还建立了一个上界的秘密密钥容量，它具有一个形式结构上类似的下界。我们的上限和下限在高信噪比（SNR）和大的相干周期的限制相吻合，从而建立在这个渐近制度的秘密密钥协议的能力。数值结果表明，即使在中等信噪比和小相干周期下，该方案也比仅训练方案获得了显著的增益，从而表明在实际的秘密密钥生成系统中随机性共享的必要性。
2012-11-07 cs.IT math.IT
Pairwise Secret Key Agreement based on Location-derived Common Randomness
三个用户之间的密钥共享的源模型被认为是其中每对他们希望达成一致的秘密密钥隐藏从其余的用户。用户之间的通信有速率限制的公共信道。在此框架下，给出了秘密密钥容量域的内界。此外，我们研究了一个实际的设置，其中利用相关的观察用户的本地化信息共享成对的用户之间的密钥。在此设置的情况下，i.i.d.的关键容量区域的内部和外部边界进行了分析。高斯观测
2015-12-29 cs.IT math.IT
Secret-key Agreement with Channel State Information at the Transmitter
研究了带状态参数的窃听信道上秘密密钥协商的容量。发射机与合法接收机和窃听者通过具有无记忆状态序列的离散无记忆窃听信道进行通信。发射机和合法接收机生成共享的秘密密钥，该密钥对窃听者保持秘密。没有公共讨论频道。状态序列对于发送器是无因果关系地已知的。我们推导出秘密密钥容量的上下界。下界涉及在合法终端处构造公共状态重构序列，并且对重构序列的集合进行分箱以获得秘密密钥。对于具有加性干扰的高斯信道（来自脏纸信道的秘密密钥）的特殊情况，我们的界限相差0.5比特/符号，并且在高信噪比和高干扰噪声比制度中一致。对于合法接收者也被揭示状态序列的情况，我们建立了我们的下界达到了秘密密钥容量。此外，对于这种特殊的情况下，我们还提出了另一种方案，达到的容量，只需要因果边信息在发送器和接收器。
2010-09-17 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
Secret Key Agreement from Vector Gaussian Sources by Rate Limited Public Communication
研究了相关向量高斯信源的秘密密钥协商问题，其中合法参与者可以使用有限速率的公开通信。对于单向公开通信的协议类，我们证明了密钥生成速率和公开通信速率之间的最优权衡是一个高斯随机变量的优化问题。利用Weingarten等人提出的MIMO高斯广播信道的增强技术，推导出了该特性。
2010-10-12 cs.IT math.IT
Secret Key Agreement Over Multipath Channels Exploiting a Variable-Directional Antenna
本文发展了T.本文提出了一种在多径波传播条件下使用变向天线（VDA）的更一般的数学模型。通过仿真研究了VDA的统计特性，这使得我们能够指定模型参数。所考虑的KDP的安全性估计在香农的信息泄露给窃听者取决于合法用户和窃听者的相互位置。天线分集被提出作为增强KDP安全性的手段。为了提供共享密钥的更好协议，研究了纠错码的使用。
2011-01-19 cs.IT math.IT
Physical Layer Secret Key Agreement Using One-Bit Quantization and Low-Density Parity-Check Codes
本文提出一种基于一比特量化和信道估计差异的物理层密钥生成 LLR 计算方法，结合优势蒸馏与 Slepian-Wolf LDPC 码实现密钥协商，并通过仿真证明其能降低比特不一致概率。
2023-07-08 cs.IT eess.SP math.IT
Secret key agreement from correlated data, with no prior information
在密码学和信息论中研究的一个基本问题是两方是否可以仅使用开放信道进行保密通信。我们考虑的模型中，双方持有的输入在某种意义上是相关的。这个模型在信息论中已经被广泛研究，并且已经设计了利用相关性从输入中提取共享秘密密钥的通信协议。然而，所有现有的协议都不是通用的，因为它们要求双方也知道相关性的一些属性。换句话说，它们要求每一方都对另一方的输入有所了解。我们提出了一个协议，不需要任何事先额外的信息。它使用空间有界Kolmogorov复杂度来度量相关性，并且允许两个合法方获得一个公共密钥，该密钥对于观察通信的窃听者来说看起来是随机的，并且被限制使用有限的空间进行攻击。因此，该协议实现了复杂性理论的安全性，但它不使用任何未经证明的结果从计算复杂性。在消极的一面，该协议是没有效率的，在这个意义上，计算的两个合法方使用更多的空间比空间允许对手。
2020-01-09 cs.CR cs.IT math.IT
Full-Duplex vs. Half-Duplex Secret-Key Generation
全双工（FD）通信被认为是未来5G和物联网（IoT）系统中的关键技术。除了高数据率限制之外，这些系统的成功取决于允许保密性和安全性的能力。来自对等无线信道的秘密密钥协商可以被视为对物理层安全性的有价值的补充。在这项工作中，我们研究的作用，FD通信结合秘密密钥协议。我们首先介绍了两个互补的密钥生成模型FD和半双工（HD）设置，并通过引入密钥协调功能的性能进行比较。此外，我们研究了所谓的探测和解权衡的影响，一个强大的窃听者的作用，并分析了在高信噪比制度的系统。我们表明，在某些条件下，FD模式强制执行的窃听者的能力恶化的影响，并提供了几个优势方面的秘密密钥率超过传统的高清设置。我们的分析揭示了一个有趣的见解，完美的自干扰消除是不必要的，以获得性能增益的HD模式。
2016-01-20 cs.CR cs.IT math.IT
Universal Multiparty Data Exchange and Secret Key Agreement
观察相关数据的多方寻求恢复彼此的数据并获得全知。为此，它们通过无噪声广播信道进行交互式通信-通过该信道传输的每个比特都被所有各方接收。我们给出了一个通用的交互式通信协议，称为递归数据交换协议（RDE），它实现了无所不知的任何序列的数据所观察到的各方，并提供一个单独的序列保证性能。作为一个副产品，对于长度$n$的观测，我们显示了RDE的普遍速率最优性，直到$\mathcal{O}\left(n^{-\frac 12}\sqrt{\log n}\right)$项在生成设置中的数据序列是独立和同分布的（在时间上）。利用Csiszar和Narayan提出的全知和秘密密钥协议之间的对偶性，我们得到了一个产生多方秘密密钥的通用协议，该协议的速率至多为小于最大速率的$\mathcal{O}\left(n^{-\frac 12}\sqrt{\log n}\right)$. RDE的一个关键特征是其递归结构，由此，当各方的子集$A$恢复彼此的数据时，速率看起来好像各方已经在另一个模型中执行协议，其中$A$中的各方是并置的。
2017-01-23 cs.IT math.IT
Secret Key Generation with One Communicator and a One-Shot Converse via Hypercontractivity
提出了一种新的多方秘密密钥协商模型，在该模型中，一个被称为通信者的终端可以在所有终端商定一个秘密密钥之前向其他终端发送公共消息。一个单一的字母表征的可实现的区域是在固定的无记忆的情况下。新模型推广了其他一些（旧的和新的）密钥协商模型。特别是，密钥生成与一个无所不知的助手是特殊情况下，通信知道所有的来源，我们推导出一个零速率的一次性转换的秘密密钥每一位的通信。
2015-04-23 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
Multiterminal Secret Key Agreement with Nearly No Discussion
我们考虑了Csiszár和Narayan提出的多端信源模型下的秘密密钥协商问题。一个单一的字母表征的保密能力是可取的，但仍然是未知的，除非在极端的情况下，无限的公开讨论，没有窃听者的边信息。把问题的另一个极端，要求公共讨论率渐近为零，我们得到了令人惊讶的一般设置与窃听器的边信息，沉默的用户，可信和不可信的助手下所需的表征。这个结果的一个直接结果是，几乎没有讨论的容量与没有讨论的容量相同，肯定地解决了以前的猜想。证明的思想是使用Gács-Körner公共信息的多变量扩展来表征在既没有窃听者的侧信息也没有不可信的助手的特殊情况下的容量，然后通过将不可信的助手变为可信的助手的情况的改变来将结果扩展到一般设置。我们进一步展示了如何明确评估有限线性源的容量，并讨论了如何将目前的结果扩展到提高和统一现有的严格正讨论率的容量界限。
2019-04-25 cs.IT math.IT
Communication Complexity of the Secret Key Agreement in Algorithmic Information Theory
本文研究算法信息论中秘密密钥协商的最坏情况通信复杂度，揭示其随密钥长度变化的不同行为，并利用图谱、扩展器混合引理和信息论技术完成证明。
2024-05-09 cs.DM 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
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
Group Secret Key Generation Algorithms
我们考虑一个成对独立的网络，其中网络中的每对终端都观察到一个共同的成对源，该源独立于其他对可访问的所有源。我们提出了一种方法，秘密密钥协议在这样一个网络，是基于完善的点对点技术和重复应用的一次性垫。三个具体问题进行了调查。1)每个终端的观测值仅与中央终端的观测值相关。所有这些终端都希望生成公共秘密密钥。2)在成对独立的网络中，两个指定的终端希望在其他终端的帮助下生成秘密密钥。3)成对独立网络中的所有终端都希望生成公共秘密密钥。一个单独的协议，这些问题的建议。此外，我们表明，前两个问题的协议是最佳的，第三个问题的协议是有效的，在所产生的秘密密钥率。
2007-01-19 cs.CR cs.IT math.IT
Unique Information and Secret Key Agreement
部分信息分解（PID）是一种很有前途的框架，用于将联合随机变量分解为每个源变量Xi相对于其他源对目标变量Y的影响量。对于两个来源，影响力分解为X 0和X1与Y冗余共享的信息，X 0与Y唯一共享的信息，X1与Y唯一共享的信息，以及X 0和X1与Y协同共享的信息。不幸的是，在如何量化这四个组成部分的问题上出现了相当大的分歧。借鉴密码学，我们认为秘密密钥协议率作为量化唯一信息的一种操作方法。秘密密钥协议速率有几种形式，取决于允许哪些方通信。我们证明了这四种形式中的三种与PID不一致。剩下的形式意味着某些解释，以PID的意义-解释不存在于PID的定义，但我们认为，需要明确。这揭示了三阶连接信息、双向秘密密钥一致率和协同性之间的不一致性。类似的困难出现在一个流行的PID措施在光的结果在这里，以及从最大熵的观点。最后，我们回顾了PID面临的挑战。
2018-11-01 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Wiretap Secret Key Capacity of Tree-PIN
研究了在窃听源模型下的多终端秘密密钥协商问题，其中终端可以从已知的联合概率分布中获取相关随机变量的样本.对手可以访问与终端变量相关的边信息变量。我们重点关注该模型中的一种特殊类型的终端变量，称为Tree-PIN，其中终端变量之间的关系可以用树来表示。由于Tree-PIN信源模型可以在无线网络环境中实现，因此对它的研究具有重要的实际意义。推导了具有独立泄漏的Tree-PIN的窃听秘密密钥容量，并给出了有限长体制下最大可达秘密密钥长度的上、下界.然后，我们证明了一个上限和下限的窃听秘密密钥容量的窃听PIN，并给出了两个条件，这些边界是紧的。我们还将我们的主要结果推广到其他两个相关的模型，并证明了它们相应的能力。最后，我们认为我们的分析表明，公共互动是实现多终端WSK容量所必需的。
2022-01-05 cs.CR cs.IT math.IT
One-Shot Variable-Length Secret Key Agreement Approaching Mutual Information
本文研究了一个公开讨论的信息论一次性变长秘密密钥协商问题。设$X$和$Y$是联合分布的随机变量，每个变量在某个可测空间中取值。Alice和Bob分别观察到$X$和$Y$，可以通过公共无噪声信道交互式地通信，并且想要商定密钥长度以及在具有商定的密钥长度的所有比特序列上近似均匀分布的密钥。公众讨论被一个偷听者伊芙观察到。密钥应该近似独立于公共讨论，取决于密钥长度。我们表明，最佳的预期密钥长度是接近的互信息$I(X;Y)$的对数间隙内。此外，最优期望密钥长度的上界和下界可以仅根据$I(X;Y)$来写出。这意味着最佳单次性能总是在最佳渐近性能的小间隙内，而不管对$(X,Y)$的分布如何。这种一次性结果可以应用于i.i.d.对源$(X^{n},Y^{n})$被顺序地观察，并且以小的延迟逐位输出密钥，或者在随机源不是i.i.d.的情况下。或遍历过程。
2018-09-20 cs.IT math.IT
Secret Key Agreement with Physical Unclonable Functions: An Optimality Summary
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
我们从信息理论最优性的角度来解决数字设备和生物特征识别的安全和隐私问题，其中生成密钥用于认证，识别，消息加密/解密或安全计算。物理不可克隆功能（PUF）是一个很有前途的解决方案，在数字设备的本地安全，这篇评论给出了最相关的总结信息理论家，编码理论家，和信号处理社区成员谁有兴趣在最佳的PUF建设。低复杂度的信号处理方法，如变换编码，使信息理论分析听话的发展进行了讨论。给出了多个PUF测量的秘密密钥、隐私泄漏和存储速率之间的最佳权衡。建议的最佳代码结构，共同设计的矢量量化器和纠错码参数列出。这些构造包括现代和代数码，例如极化码和卷积码，这两者都可以在短块长度下实现小的块错误概率，对应于少量的PUF电路。从信号处理，信息论，编码理论和硬件复杂性的角度及其组合的PUF文献中的开放问题被列出，以刺激进一步的进展，在本地隐私和安全的研究。
2020-12-16 cs.CR cs.CV cs.IT
Bounds on entanglement distillation and secret key agreement for quantum broadcast channels
量子信道的压缩纠缠是量子信道的加性函数，其发现应用作为在除了无限经典通信之外大量使用量子信道时可以生成秘密密钥和纠缠的速率的上界。这个量导致了纯损耗玻色子通道对于这样的任务的容量的$\log((1+η)/(1-η))$的上限，其中$η$是使其从通道的输入到输出的光子的平均分数。本文的目的是将这些结果扩展到单发送者单接收者设置之外的更一般的情况下，一个发送者和多个接收者（量子广播信道）。我们采用多方概括的挤压纠缠约束的速率，在这种信道的任何子集的用户之间可以产生的秘密密钥和纠缠，沿着发展这些措施的几个新的属性。我们将我们的研究结果的情况下，一个发送器和两个接收器的纯损失广播信道。
2016-03-18 cs.IT math.IT quant-ph
Key Agreement over an Interference Channel with Noiseless Feedback: Achievable Region & Distributed Allocation
秘密密钥建立利用物理层作为一个共同的随机性的来源已经在一系列的设置进行了研究。我们调查的问题，建立在信息理论的意义上，一个秘密密钥之间的用户和基站（BS）（更一般地说，无线基础设施的一部分），但两个这样的用户BS对同时尝试建立密钥。这种新颖设置的挑战在于用户可以窃听另一BS用户通信。因此，重要的是确保建立两个密钥而不泄漏给其他用户，尽管相邻小区之间存在干扰。我们通过干扰信道和用户-BS通信通过公共信道的BS-用户通信的系统建模。我们发现的区域，包括可实现的秘密密钥率的一般情况下，干扰信道（IC）是离散的和无记忆的。我们的结果进行检查高斯IC。在此设置中，我们研究了不同的传输方案的功率分配的性能。每个BS选择的传输方案实质上影响其它BS用户的秘密密钥速率。假设基站是值得信赖的，但他们寻求最大化相应秘密密钥速率，博弈论的设置出现，以分析基站之间的互动，我们在范式模型的不同功率分配方案的密钥协商的情况下，了解性能没有合作。数值模拟表明了纳什均衡结果的无效性，并激发了对合作或协调方案的进一步研究。
2015-12-29 cs.IT math.IT
Polar Coding for Secure Transmission and Key Agreement
Wyner关于窃听信道的工作和最近关于信息论安全的工作都是基于随机码的。用实际的编码方案实现信息理论安全是有一定意义的。在本说明中，试图通过采用Arıkan的极性编码技术来克服这一难以捉摸的任务。结果表明，极化码实现非平凡的完美保密率的二进制输入退化窃听信道，同时享受其低的编码-解码复杂度。在对称的主信道和窃听信道的特殊情况下，这种编码技术实现了保密容量。其次，考虑了衰落擦除窃听信道，提出了一种秘密密钥协商方案，该方案只需要窃听者信道状态信息（CSI）的统计知识。的使能因素是创造的优势超过夏娃，通过盲目地使用建议的方案在每个衰落块，然后利用隐私放大技术来生成密钥。
2010-03-06 cs.CR cs.IT math.IT
Multi-Entity and Multi-Enrollment Key Agreement with Correlated Noise
一个基本的模型与远程（或隐藏）源的密钥协商扩展到一个多用户模型的联合保密和隐私的约束下，所有的实体，不相互信任的密钥协商后。考虑了多个实体通过广播信道（BC）使用相同源的不同测量来商定相互独立的本地密钥。我们的模型是适当的多用户扩展的基本模型，因为编码器和解码器对不被假定为信任其他对密钥协议后，不像在文献中假设。强保密约束施加在所有的秘密密钥联合，这是更严格的比单独的保密泄漏约束的每个秘密密钥考虑在文献中，得到满足。最大密钥速率，最小隐私泄漏和数据库存储速率的内界提出了任何有限数量的实体。退化和噪声较小的BC的内部和外部边界给出强隐私的情况下，说明。一个多注册模型，用于共同的物理不可克隆功能也被认为是建立内部和外部边界的密钥泄漏存储区域，不同的马尔可夫链施加。对于这种特殊情况，编码器和解码器测量信道具有相同的信道转移矩阵，并且针对每个秘密密钥分别测量秘密泄漏。我们举例说明的情况下，它是有用的，有多个登记相比，一个单一的登记，反之亦然。
2020-10-17 cs.CR cs.IT cs.MM
Entanglement and secret-key-agreement capacities of bipartite quantum interactions and read-only memory devices
二分量子相互作用对应于在存在浴的情况下两个量子系统之间可能发生的最一般的量子相互作用。在这项工作中，我们确定了两个量子系统之间的纠缠产生和秘密密钥协商的二分相互作用的能力的界限。我们的上界的纠缠产生能力的二分量子相互作用是由一个量称为双向max-Rains信息。我们的上界的秘密密钥协商能力的两体量子相互作用是由一个相关的量称为双向最大相对熵的纠缠。我们还得到更严格的上界的能力，二分相互作用遵守一定的对称性。观察到存储器设备的读取是一种特殊的二分量子相互作用，我们利用我们的边界从双向设置提供我们介绍的任务，称为窃听存储单元的私人读取的能力的界限。给定一组点对点量子窃听信道，私人读取的目标是编码器从这些信道形成码字，以便与控制信道的一个输入和一个输出的一方建立密钥，而被动窃听者可以访问信道的一个输出。我们推导出窃听存储单元的私人读取容量的下限和上限。然后，我们扩展这些结果，以确定可实现的速率为两个遥远的当事人之间的纠缠的产生有一致的访问控制点到点的通道，这是一种特殊的二分相互作用。
2020-01-27 cond-mat.other 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
