On the Information-theoretic Security of Combinatorial All-or-nothing Transforms
AONT（All-or-Nothing transforms）是Rivest提出的一种消息预处理技术，用于加密数据以防止蛮干攻击，在密码学和信息安全领域有着广泛的应用。后来Stinson引入了无条件安全AONT及其组合特征。非正式地，组合AONT是具有无偏要求的数组，并且其安全属性通常取决于输入$s$元组上的先验概率分布。最近，Esfahani和Stinson证明了组合AONT在所有输入$s$ -元组都是等概率的情况下具有完美安全性，并且在所有输入$s$ -元组都具有非零概率的情况下具有弱安全性。本文旨在探讨组合$(t,s,v)$ -AONT的完美安全性和弱安全性之间的差距。具体地，我们考虑所有$s$输入独立地取值（但不一定相同）的典型场景，并量化关于任何$t$输入$\mathcal{X}$的信息量$H(\mathcal{X}|\mathcal{Y})$，该信息量未被任何$s-t$输出$\mathcal{Y}$揭示。特别是，我们建立了一般的下限和上限$H(\mathcal{X}|\mathcal{Y})$组合AONT使用信息理论的技术，也表明，派生的界限可以达到在某些情况下。此外，讨论了组合非对称AONT的安全性质。
2022-02-21 cs.CR cs.IT math.CO
Information-theoretically Secure Erasure Codes for Distributed Storage
分布式存储系统中的修复操作可能会将数据暴露给被动窃听者或主动攻击者的恶意行为，这可能对系统的安全性有害。本文提出了擦除码和修复算法，以确保在存在被动窃听者和主动对手的数据的安全性，同时保持系统的高可用性，可靠性和效率。我们的代码是最佳的，因为它们满足以前提出的下限的存储，网络带宽和可靠性的要求范围广泛的系统参数。因此，我们的研究结果建立这样的系统的能力。我们的代码，从积极的对手的安全提供了一个额外的吸引人的功能“按需安全”，所需的安全级别可以单独选择每个实例的修复，我们的算法保持最佳同时为所有可能的水平。本文还提供了必要和充分条件，管理任何（不安全）的代码转换成一个提供按需安全。
2015-08-16 cs.CR cs.IT math.IT
Cryptographic and Information-theoretic Security Capacities for General Arbitrarily Varying Wiretap Channels
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；T-Labs, Deutsche Telekom AG（德意志电信股份公司 T-Labs）
本文比较了任意变化窃密信道与一般任意变化窃密信道在语义安全约束下的安全容量，证明了在特定条件下强安全容量与语义安全容量相等。
2026-05-11 cs.CR cs.IT math.IT
On the Equivalence of Two Security Notions for Hierarchical Key Assignment Schemes in the Unconditional Setting
层次结构中的访问控制问题可以通过使用层次密钥分配方案来解决，其中每个类被分配一个加密密钥和一些私有信息。传统上，层次密钥分配方案的形式化安全性分析被认为是在两种不同的环境中，即，无条件安全和计算安全的设置，以及关于两个不同的概念：针对密钥恢复的安全性（KR-安全性）和关于密钥不可恢复性的安全性（KI-安全性），后一个概念在密码学上更强。最近，Freire，Paterson和Poettering提出了强密钥不可否认性（SKI-security）作为计算安全环境下的一种新的安全概念，认为在这种环境下SKI-security严格强于KI-security。本文研究了层次密钥分配方案的无条件安全设置。在这样的设置中，方案的安全性不是基于特定的未经证明的计算假设，即，它依赖于理论上不可能打破它们，尽管敌对联盟的计算能力很强。我们证明，在这种情况下，SKI安全性并不比KI安全性更强，即，从信息理论的观点来看，这两个概念是完全等价的。
2014-05-15 cs.CR cs.IT math.IT
A Model for Enhancing Human Behaviour with Security Questions: A Theoretical Perspective
安全问题是用于恢复密码的机制之一。安全问题的强答案（即高熵）很难让攻击者猜测或使用社会工程技术（例如监控社交网络配置文件）获得，但同时也很难记住。相反，安全问题的弱答案（即低熵）很容易记住，这使得它们更容易受到网络攻击。便利性导致用户在多个帐户上使用相同的安全问题答案，这使这些帐户面临众多网络威胁。因此，目前的安全问题实现很少达到所需的安全性和可记忆性要求。这项研究是开发一个模型的第一步，该模型通过选择安全问题的强有力和令人难忘的答案的动机来调查影响用户行为意图的决定因素。本研究也提供了新的安全问题机制的设计建议。
2017-09-24 cs.CR cs.HC
Timed-Release Secret Sharing Scheme with Information Theoretic Security
在现代密码学中，秘密共享方案是一个重要的密码原语，它被应用于各种场合。本文首先研究了一个具有信息论安全性的定时释放秘密共享方案（TR-SS）。TR-SS是一个秘密共享方案，其特点是只有当一个秘密分发者指定的时间到来时，超过一个门限的参与者才能用他们的份额重建一个秘密。具体来说，本文首先介绍了一个模型和形式化的安全TR-SS的基础上，传统的秘密共享方案和信息论定时释放安全。我们还推导出严格的下限的大小的份额，时间信号，和实体的秘密密钥所需的TR-SS。此外，我们还提出了一种直接构造TR-SS的方法。我们的直接构造是最优的，因为该构造在我们的每一个界限中都满足相等性。结果表明，定时发布安全性可以在不增加共享大小冗余的情况下实现。
2014-05-11 cs.CR
Distributed Relay Protocol for Probabilistic Information-Theoretic Security in a Randomly-Compromised Network
我们介绍了一种简单实用的概率信息论安全方法，以减轻量子密钥分发的主要限制之一：目前技术可能的最大传输距离（~200 km）。我们的计划使用经典的秘密共享技术，允许安全传输长距离通过网络包含随机分布的受损节点。该协议提供了任意高的信心，在协议的安全性，适度缩放的资源成本与安全参数的改善。虽然某些类型的故障是不可检测的，但用户可以采取先发制人的措施，使这种故障的概率任意小。
2008-08-23 cs.CR quant-ph
Information-theoretic Physical Layer Security for Satellite Channels
本文从卫星信道视角回顾窃听编码及更强的无密钥无条件保密概念，分析其一般构造在典型卫星信道中的适用性，并探讨物理层安全潜力与多协议协同的系统设计启示。
2017-01-07 cs.CR cs.IT math.IT
An Information-Theoretic Analysis of the Security of Communication Systems Employing the Encoding-Encryption Paradigm
本文提出了一种通用的方法，提供增强的安全性，通信系统的编码数据的可靠性，然后通过流密码加密它的安全性。我们将这种反直觉的技术称为{ \em编码-加密}范例，并使用移动电话GSM标准作为激励示例。增强的安全性是基于专用的谐音或窃听信道编码，其引入纯随机性，与通信信道上出现的噪声的随机性相结合。通过信息理论的方法进行关于密钥流生成器中所采用的秘密密钥的恢复的安全性评估。我们表明，一个专用的窃听编码器的帮助下，对手必须面对的秘密密钥的不确定性的量，他可以收集在不同的被动或主动攻击，他可以安装的所有信息，是一个递减函数的样本可用于密码分析。这意味着窃听编码器确实可以在一段时间内提供信息理论安全级别，但是在收集到足够大的样本之后，该函数趋于零，进入需要计算安全分析来估计抵抗秘密密钥恢复的状态。
2010-08-05 cs.CR
Information-theoretic security without an honest majority
我们提出了六个多方协议的信息理论的安全性，容忍任意数量的腐败的参与者。所有协议都假设成对的真实私有信道和广播信道（在单一情况下，我们需要同时广播信道）。我们给出了否决协议、投票协议、匿名比特传输协议、冲突检测协议、通知协议和匿名消息传输协议。在大多数情况下，不假设诚实的大多数，一个腐败的参与者可以使协议中止。所有的协议实现的功能从来没有得到以前没有使用任何计算假设或诚实的多数。
2007-06-13 cs.CR
Fusing Keys for Secret Communications: Towards Information-Theoretic Security
现代密码学在通信和信息安全中起着至关重要的作用，它可以执行各种安全操作，如加密、认证和签名。然而，密钥的暴露可能性对几乎所有现代密码学都构成了巨大的威胁。本文提出了一个密钥融合框架，通过融合多个不完美的密钥，实现了对密钥暴露的高弹性。该方案的正确性通过一个玩具模型进行了严格的验证，该模型具有足够的通用性，可以抽象出物理层密钥生成（PLKG）机制。分析和结果表明，该方案可以显著降低秘密中断概率，使得即使暴露概率很高的密钥源也可以用于实际的秘密通信。我们的框架通过集成各种密钥源，如物理层密钥生成，基于格的密码学和量子密码学，为实现信息理论安全铺平了道路。
2020-10-25 cs.CR
The False Allure of "Security by Obscurity": A Game-Theoretic Approach
University of Bristol（布里斯托大学）；New York University（纽约大学）
该研究针对“通过隐蔽实现安全”的争议，构建博弈论模型证明，在均衡状态下，隐蔽系统比开放系统更易受成功攻击，为安全领域的传统共识提供了理论支撑。
2026-10-12 cs.CR cs.CY cs.GT
Security Notions for Information Theoretically Secure Encryptions
本文讨论了由变分（统计）距离定义的信息理论安全方案的几个安全概念。为了保证密码的完全保密性，通常用互信息来衡量消息与密码之间的统计独立性。另一方面，为了更全面地认识信息理论安全和计算安全，有必要从变分距离的角度重新考虑PS的概念。然而，基于变分距离，自然地引入了PS的三种定义，但它们之间的关系尚不清楚。在本文中，我们澄清，变分距离，这是一个简单的扩展香农的完美保密性，PS的三个定义之一是强于其他人，和PS的两个较弱的定义基本上是等价的不可否认性和语义安全的统计版本。
2012-01-04 cs.CR
Analysis of Y00 Protocol under Quantum Generalization of a Fast Correlation Attack: Toward Information-Theoretic Security
在我们以前的工作中，它被证明，攻击者不能牵制正确的密钥，以启动Y 00协议的概率为1下的援助无限长的已知明文攻击和最佳量子测量的攻击者的量子存储器。然而，有几个假设，即Y 00系统利用线性反馈移位寄存器作为伪随机数发生器，并且通过在Y 00系统上的不规则映射来禁用快速相关攻击。这项研究概括了这样的攻击，以消除以前的工作的假设。本文的安全性分析框架重申了过去的两个著名结果：（1）当系统设计不好时，Y 00系统将被密码分析;（2）当系统设计好时，系统可能是信息理论安全的，尽管攻击者对正确密钥的信心随着时间的推移而增加，但密钥恢复的成功概率在有限时间内并不达到1;（3）共享密钥的泄露时间越来越受到时间的威胁。因此，这里提供了用于Y 00协议的密钥刷新过程。这样的安全性分析不仅在密钥更新中很重要，而且在初始密钥协商情况下也很重要。
2020-01-30 cs.CR cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Message Authentication Codes with Information-Theoretic Security
在过去，两种主要的认证方法，包括信息理论认证码和复杂性理论消息认证码（MAC），几乎是独立开发的。在本文中，我们提出了一个新的密码原语，即人工噪声辅助MAC（ANA-MAC），它可以被认为是计算安全和信息理论安全。对于ANA-MAC，我们引入了人工噪声来干扰复杂度理论MAC，并进一步采用量化来促进基于分组的传输。利用MAC中的密钥恢复的信道编码公式，标准认证标签的生成可以被看作是用于代码集合的编码过程，其中Alice和Bob之间的共享密钥被认为是输入，并且消息用于指定来自代码集合的代码。然后，我们表明，在ANA-MAC中引入人工噪声可以很好地抵御密钥恢复攻击，即使对手有无限的计算能力。最后，一个务实的方法分析ANA-MAC，我们展示了如何平衡三个性能指标，包括完整性错误，错误接受概率，和条件含糊的关键。该分析可以很好地应用于一类ANA-MAC，其中MAC采用Rijndael密码。
2015-11-17 cs.CR cs.IT math.IT
Quantum preprocessing for information-theoretic security in two-party computation
在经典的两方计算中，一个可信的初始化器准备某些初始相关性，称为一次性表，可以帮助使双方的输入在信息理论上是安全的。我们提出了一些可能中止的二分量子协议，用于近似生成具有不同程度隐私的二分经典关联，而不引入第三方。在对各方的一些弱要求下，安全级别对于用于二分计算是重要的。我们表明，安全性有时取决于噪声水平，但我们提出了一种处理噪声的方法。安全性是“强制安全性”，这意味着一些有用的一次表的概率产生可以接近$1$在无噪声的情况下，在相当弱的假设有关的各方，虽然协议允许中止。我们展示了如何使用生成的一次性表来实现通用的两方经典或量子计算任务中的非平凡信息理论安全性，包括（交互式）量子同态加密。我们的方法提供了一些无信号相关性，包括PR盒类型的检查为基础的实现，在通信的帮助下，没有信息的输入生成的相关性。
2021-04-19 cs.CR quant-ph
Security in Cognitive Radio Networks
在本文中，我们调查的信息理论安全建模的认知无线电窃听信道下的服务质量（QoS）的约束和干扰功率限制对主用户（PU）。我们最初定义了四种不同的传输方案，关于信道感测结果及其正确性。我们提供了有效的安全传输速率，在该速率下，二次窃听者被阻止监听二次发射机（ST）。然后，我们构建了一个信道状态转换图，表征这个信道模型。我们得到了有效的安全容量，它描述了最大恒定的缓冲区到达率在给定的QoS约束。我们找出最佳的传输功率策略，最大限度地提高有效的安全容量，然后，我们提出了一个算法，在一般情况下，快速收敛到这些最佳的政策值。最后，我们展示了在不同信道条件和场景下获得的性能水平和增益。特别强调了隐藏终端问题对认知无线电信息安全的重要影响。
2014-02-05 cs.CR cs.IT math.IT
KeyAuth: Bringing Public-key Authentication to the Masses
密码是一种脆弱的、不充分的、不安全的用户身份验证工具，在用于保护对网络资源和服务的访问时尤其充满问题。在许多情况下，密码提供了一种虚假的安全感。创建既安全又安全的密码（即，攻击者很难猜到）和人类很容易记住，充其量是一个矛盾的任务，因为这两个标准是截然相反的。幸运的是，有一个更安全和用户友好的替代方案。公钥密码学提供了一种无需密码即可识别和验证用户的方法。KeyAuth是一种通用的公钥认证实现，旨在取代基于密码的认证，并通过增强常用认证机制的可用性来显着提高网络可访问资源的安全性。KeyAuth是一种独立于应用程序、语言、操作系统和协议的公钥身份验证服务。
2012-09-05 cs.CR cs.HC
A Game-Theoretic Foundation for Bitcoin's Price: A Security-Utility Equilibrium
本文提出结构性博弈论模型，通过理性预期安全-效用纳什均衡（RESUNE）将比特币价格与内生网络安全相联系，证明均衡存在性及稳定性条件，并揭示价格对需求的稳定效应需压倒安全反馈，同时提出VAR模型检验减半等预测并分解价值构成。
2025-08-11 cs.CR
Randomization for Security in Half-Duplex Two-Way Gaussian Channels
本文提出了一种新的物理层框架，用于在存在被动窃听者的情况下进行安全的双向无线通信，即，节前夕我们的方法通过一种新的随机调度和功率分配方案实现完美的信息理论保密。关键思想是允许Alice和Bob在随机时刻发送符号。虽然爱丽丝将能够确定鲍勃发送的符号，但夏娃将遭受关于任何特定符号的来源的模糊性。在我们的方法中，通过随机化发射功率电平来增强这种期望的模糊度。我们的理论分析，在一个2-D的几何形状，揭示了所提出的方法，以实现相对较高的安全数据率在温和的条件下的空间位置的夏娃的能力。这些理论主张，然后验证实验结果使用IEEE 802.15.4启用传感器板在不同的配置，由无线体域网（WBAN）的空间特性的动机。
2009-08-26 cs.CR 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
Identifying Tipping Points in a Decision-Theoretic Model of Network Security
尽管系统管理员经常被要求保护其网络中的机器，但事实仍然是，保护的决定远非普遍。为了更好地理解这一决定，我们制定了一个决策理论模型的系统管理员负责大小为n的网络对攻击者试图渗透网络和感染的机器病毒或类似的利用。通过分析该模型，我们能够证明较小网络的成本敏感性，并确定可能导致管理员放弃保护决策的临界点。
2012-03-14 cs.CR
6G Sensing Security: Distributed Game-Theoretic RL for Urban Beamforming and Attacker Detection
研究6G ISAC系统中城市环境下主动攻击者的检测问题，采用博弈论方法建模合法用户与攻击者交互，集成到强化学习框架，有效应对了动态6G ISAC系统安全挑战。
2026-07-08 cs.CR cs.GT cs.IT
Human-Usable Password Schemas: Beyond Information-Theoretic Security
密码用户经常使用过于简单的密码，或者他们只是重复使用多个网站的密码。一个常见的抱怨是，使用安全密码太难了。这个问题的一个可能的解决方案是使用密码模式。密码模式是确定性函数，它将挑战（通常是网站名称）映射到响应（密码）。以前的工作已经做了开发和分析易失性模式，但这些分析是信息理论，而不是复杂性理论;他们认为对手具有无限的计算能力。我们进行了分析，相对于目前可实现的计算能力的对手，评估这种模式的现实的实际安全性。我们证明了几个特定的模式，一台计算机是没有比一个无限的对手更糟糕，它可以成功地从泄漏的挑战和他们各自的响应，被称为挑战-响应对提取所有信息。我们还表明，任何模式，希望是安全的，对有界的计算对手应该模糊的信息在一个非常具体的方式，通过引入许多可能的约束，每个挑战-响应对。这些令人惊讶的结果使密码模式的分析建立在更坚实和实用的基础上。
2019-05-31 cs.CC cs.CR cs.CY
Information-Theoretic Security or Covert Communication
信息理论的保密性，特别是窃听信道的制定，提供了保护，防止拦截的消息由对手夏娃，并已在过去的二十年中得到广泛的研究。相比之下，根据类似的提法，秘密通信甚至可以提供保护，防止对手发现信息的存在，最近引起了很大的兴趣。这两个安全主题通常适用于不同的场景;然而，在这里，我们将探讨在一个通用框架下研究它们可以学到什么。根据类似但不相同的数学公式，我们引入功率优化问题的保密和隐蔽通信的情况下，我们利用问题的共同点，采用类似的工具，在各自的优化。此外，由于实际的限制，我们假设只有通道
2019-07-16 cs.CR
Grothendieck Topologies and Sheaf-Theoretic Foundations of Cryptographic Security: Attacker Models and $Σ$-Protocols as the First Step
Faculty of Informatics, Yamato University（大和大学信息学部）
本文通过格罗滕迪克拓扑和sheaf理论重新表述密码学安全，将攻击者模型建模为位势，并通过Σ-协议展示零知识和正确性的几何条件。
2026-02-19 cs.CR cs.LO
A Game-Theoretic Approach for Security Control Selection
针对安全控制组合选择难题，本文提出基于博弈论的两人零和单次博弈方法，结合代数形式体系处理控制依赖，在预算约束下依据攻击者画像选控，经金融系统四场景验证可辅助安全决策。
2024-10-30 cs.CR cs.GT
Towards a Game-Theoretic Security Analysis of Off-Chain Protocols
链下协议是解决区块链技术固有的可扩展性问题的最有前途的方法之一。其核心思想是让各方只在链上进行一次交易，以在它们之间建立一个通道，然后利用产生的通道路径在链下执行任意多个点对点交易。虽然在链下协议的证明技术方面已经取得了重大进展，但现有的方法并没有在其设计的核心中捕获博弈论激励，这导致忽视了过去的虫洞攻击等重要攻击向量。在这项工作中，我们通过引入第一个博弈论模型，对链下协议的原则性博弈论安全分析迈出了第一步，该模型具有足够的表达力来推理其安全性。我们提倡使用扩展形式博弈（EFG），并介绍了两个EFG实例来捕获闪电网络的关闭和路由的安全属性。具体来说，我们对关闭协议进行了建模，该协议依赖于惩罚机制来抑制各方在链上上传旧的通道状态。此外，我们建模的路由协议，从而正式表征虫洞攻击，一个漏洞，破坏了基于费用的激励机制的闪电网络。
2022-10-24 cs.CR cs.GT
PRAGTHOS:Practical Game Theoretically Secure Proof-of-Work Blockchain
本文分析了PoW区块链现有安全模型假设的缺陷，揭示了多种新型攻击方式，并提出了更实用的安全分析框架pRPD及可抵御上述攻击的PoW区块链构建框架PRAGTHOS。
2023-02-13 cs.CR cs.DC cs.GT
Data-Flow-Based Extension of the System-Theoretic Process Analysis for Security (STPA-Sec)
安全分析是安全工程中的一项重要活动，旨在识别潜在的系统漏洞，并在早期设计阶段达到安全要求。由于现代系统日益复杂，传统的方法，只考虑组件故障和简单的因果关系，缺乏能力来识别由物理系统，人类和社会实体之间的复杂相互作用引起的不安全事件。相比之下，自上而下的安全系统理论过程分析（STPA-Sec）方法将损失视为相互作用造成的损失，侧重于控制系统漏洞而不是外部威胁，适用于复杂的社会技术系统。本文提出了一种基于数据流结构的STPA-Sec扩展，以克服STPA-Sec的局限性，系统地实现信息关键系统的安全约束。通过对一个汽车蓝牙数字钥匙系统的分析，比较了两种方法的区别和联系，以及它们的适用性和优点。总之，所提出的方法可以识别更多的信息相关的问题与技术细节，并与其他STPA为基础的方法，在统一的STPA过程框架下的多学科系统的协同设计。
2020-06-04 cs.CR cs.SE cs.SY
Quantum Key Distribution: Bridging Theoretical Security Proofs, Practical Attacks, and Error Correction for Quantum-Augmented Networks
Kennesaw State University（肯尼索州立大学）；University of Nebraska Omaha（内布拉斯加大学奥马哈分校）
本文综述分析了量子密钥分发协议的安全性、攻击类型及纠错技术，强调理论证明与实验验证的结合，为量子增强网络提供安全框架。
2025-11-25 cs.CR quant-ph
A Conceptual Model for the Organisational Adoption of Information System Security Innovations
信息系统（IS）安全威胁仍然是许多组织关注的主要问题。然而，大多数组织在成功采用和实施IS安全措施方面都存在不足。在本文中，我们开发了一个理论模型的采用过程中的IS安全创新的组织。该模型结合了创新采用的四个理论模型，即：创新扩散理论（DOI），技术接受模型（TAM），计划行为理论（TPB）和技术-组织-环境（TOE）框架。该模型描述了在组织中采用IS安全创新，作为两个决策程序。从创新的启动阶段，直到收购的采用过程被认为是一个由组织作出的决定，而创新同化的过程被认为是用户接受创新的组织内的结果。此外，该模型还描述了信息系统安全采用过程的三个连续阶段，即采用前，采用决策和采用后阶段。该模型还介绍了几个因素，影响不同阶段的IS安全创新采用过程。这项研究有助于信息安全文献提出了一个整体模型的信息安全采用，其中包括组织采用和用户接受的创新在一个单一的说明。此外，本研究所提出的资讯系统安全采纳模式，对于资讯系统安全的研究与实务，具有重要的实际意义。
2017-05-04 cs.CR cs.CY
SoK: Tools for Game Theoretic Models of Security for Cryptocurrencies
近年来，加密货币引起了学术界和工业界的广泛关注。加密货币的一个有趣方面是它们在协议层面明确考虑激励措施。了解如何将其纳入用于设计加密货币的模型中已经激发了大量的工作，但仍然存在许多开放的问题，目前的系统很少能很好地处理与激励相关的问题。这个问题的出现是由于密码学和分布式系统安全之间的差距，它处理传统的安全问题，忽略了明确的考虑激励，和博弈论，最好的处理涉及激励的情况。有了这项工作，我们的目标是提供一个系统化的工作，涉及到这个问题，考虑论文，将博弈论与密码学或分布式系统，并讨论它们如何可以相关。这给出了可用工具的概述，我们在已经提出或实施的现有基于区块链的系统的背景下，研究了它们在实践中的（潜在）用途。
2020-02-21 cs.CR cs.GT
Security Attacks on Smart Grid Scheduling and Their Defences: A Game-Theoretic Approach
在电网中引入先进的通信基础设施为应对气候变化提供了大量新的机会。本文关注的是能源管理系统的安全性，预计将在未来的智能电网中实施。证明了一类基于修改预测需求数据的新型虚假数据注入攻击的存在，并使用模拟场景识别了攻击对典型系统参数的影响。监控策略，公用事业公司可能会采用，以检测攻击提出了一个博弈论的方法来支持公用事业公司的决策过程中，他们的防御资源的分配。根据这些发现，设计并求解了一个通用的安全博弈，揭示了几个纳什均衡策略的存在。这些结果为公用事业公司的实际结果进行了详细讨论，并提出了一项建议，建议如何将通用模型应用到其他场景。
2018-10-17 cs.CR cs.GT
When to Invest in Security? Empirical Evidence and a Game-Theoretic Approach for Time-Based Security
时机博弈的目的是确定最佳防御策略，以对抗具有以隐形方式破坏系统的技术能力的战略攻击者。出现的关键问题是攻击何时发生，以及何时应启动防御性移动以将系统资源重置为已知的安全状态。在我们的工作中，我们研究了一个更复杂的场景，称为基于时间的安全性，其中我们结合了三个主要概念：保护时间，检测时间和反应时间。保护时间表示攻击者成功执行攻击所需的时间。换句话说，保护时间代表系统对攻击的固有弹性。检测时间是防御者检测到系统被破坏所需的时间。反应时间是防御者重置防御机制以重新创建安全系统状态所需的时间。在本文的第一部分中，我们研究了VERIS社区数据库（VCDB）并筛选了其他数据源，以深入了解安全事件和响应的实际时间。虽然我们能够获得有关安全漏洞时间的一些因素的分布，但我们评估了收集时间相关数据的最新技术水平。在本文的第二部分中，我们提出了一个两个玩家的游戏，它捕获了概述的基于时间的安全的情况下，两个玩家根据一个周期性的策略移动。我们仔细地开发了由此产生的支付函数，并提供定理和数值结果，以帮助防御者计算最佳的时间来重置防御机制，考虑保护时间，检测时间和反应时间。
2017-06-06 cs.CR
Efficient Steganography with Provable Security Guarantees
我们提供了一个新的可证明安全的隐写加密协议，被证明是安全的，在复杂性理论框架的Hopper等人。我们的隐写加密协议的基本组成部分是一个“一次性隐写系统”，允许双方传输的消息长度短于共享密钥与信息理论的安全保证。伪随机发生器（PRG）的使用允许以与这样的发生器允许对长于对称加密中的密钥的消息使用一次性密码本加密相同的方式安全地传输较长的消息。与Hopper等人的结构相比，它避免使用伪随机函数族，而是（直接）依赖于伪随机发生器，其方式是在每个发送比特的基础单向置换的应用数量上提供线性改进。这种有利的折衷是通过用在去随机化中广泛使用的适当的组合构造（即几乎t-方向独立的函数族）替换在先前构造中采用的伪随机函数族来实现的。
2009-09-20 cs.CR cs.IT math.IT
An Information-theoretic Security Analysis of Honeyword
本文在最强理论攻击下分析蜜词系统安全性，推导平坦度与成功数的数学表达式，并首次研究密码概率模型的样本复杂度，建立平坦度与全变差的等价关系，连接蜜词系统与信息论。
2025-04-21 cs.CR
Efficient Quantum Voting with Information-Theoretic Security
Harvard University（哈佛大学）；John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学生工程与应用科学学院）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；QMATH, Department of Mathematical Sciences, University of Copenhagen（哥本哈根大学数学科学系量子数学中心）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学夸特技术研究所和卡弗里纳米科学研究所）
本研究提出一种基于量子网络的投票方案，利用量子态编码选票实现通信复杂度指数级降低，并借助分布式安全求和实现匿名排队，仅需对数级量子存储，具备信息论安全性和噪声鲁棒性。
2026-09-18 cs.CC cs.CR quant-ph
EarthOL: A Proof-of-Human-Contribution Consensus Protocol -- Addressing Fundamental Challenges in Decentralized Value Assessment with Enhanced Verification and Security Mechanisms
本文提出EarthOL共识协议，用可验证的人类贡献替代区块链计算浪费，通过多层验证和增强安全机制实现领域受限的价值评估，并解决可扩展性与文化偏见挑战。
2025-05-27 cs.CR cs.CY
Security of Distributed Machine Learning: A Game-Theoretic Approach to Design Secure DSVM
New York University（纽约大学）
分布式机器学习算法在处理大型网络上的海量数据集方面发挥着重要作用。然而，信息和通信技术（ICT）对机器学习的日益依赖使其在本质上容易受到网络威胁。本文的工作旨在开发安全的分布式算法，以保护学习免受数据投毒和网络攻击。我们建立了一个博弈论的框架，以捕捉冲突的目标，学习者使用分布式支持向量机（SVM）和攻击者谁是能够修改训练数据和标签。我们开发了一个完全分布式的迭代算法来捕获学习者在每个节点上对对抗行为的实时反应。数值结果表明，分布式SVM在不同类型的攻击下容易失效，其影响与网络结构和攻击能力有很强的依赖性。
2020-04-26 cs.CR cs.LG stat.ML
How Do Smart Contracts Benefit Security Protocols?
智能合约最近被许多安全协议采用。然而，现有的研究缺乏令人满意的理论支持，合同如何有利于安全协议。本文旨在对基于智能合约（SC）的安全协议进行系统分析，以弥补参数和声明不明确的缺陷。本文首先研究了\textit{state of the art studies}，并在定义了语法和假设的基础上建立了智能合约协议的形式化模型。然后，我们将我们的形式化框架应用于两个具体的指令，以探索相应的优点和理想的属性。通过我们的分析，我们抽象出三个通用属性（\textit{non-repudiation, non-equivocation, and non-frameability}），并相应地识别出两种模式。(1)智能合约可以作为一个自治的用户来协助可信第三方（TTP）;（2）智能合约可以取代传统的TTP。据我们所知，这是第一个研究提供了深入的讨论SC为基础的安全协议从严格的理论角度。
2022-04-20 cs.CR
Agentic AI for Cyber Resilience: A New Security Paradigm and Its System-Theoretic Foundations
Department of Systems Engineering, City University of Hong Kong（香港城市大学系统工程系）；Department of Electrical and Computer Engineering, New York University（纽约大学电气与计算机工程系）
本文提出基于代理AI的网络韧性新范式，通过系统理论框架设计自主工作流，利用博弈论实现网络防御与攻击的动态平衡，提升系统在攻击下的持续适应能力。
2025-12-28 cs.AI cs.CR
Game Theory Meets Network Security: A Tutorial at ACM CCS
当今信息系统日益普遍的连通性对安全性提出了新的挑战。传统的安全性在保护明确定义的目标（如机密性、完整性、可用性和真实性）方面已经取得了很大的进展。然而，随着攻击的日益复杂和系统的复杂性，使用传统方法的保护可能成本过高。从战略和决策的角度理解安全，需要新的视角和新的理论基础。博弈论提供了一个自然的框架来捕捉攻击者和防御者之间的对抗和防御互动。它提供了一个安全性的定量评估，安全结果的预测，和一个机制设计工具，可以使安全的设计和扭转攻击者的优势。本教程概述了博弈论的各种方法，包括不完全信息博弈，动态博弈，机制设计理论，为网络安全科学提供现代理论基础。本教程还将讨论CCS社区可以解决的开放问题和研究挑战，并为在网络安全，经济学，博弈论和决策理论之间建立多学科桥梁做出贡献。
2018-08-24 cs.CR
Information-theoretic Key Encapsulation and its Applications
混合加密方案是一种公钥加密系统，由称为密钥封装机制（KEM）的公钥部分和称为数据封装机制（DEM）的（对称）密钥部分组成：公钥部分用于生成双方共享的秘密密钥，对称密钥部分用于使用生成的密钥加密消息。混合加密方案被广泛用于互联网上的安全通信。在本文中，我们开始研究混合加密的预处理模型，假设访问初始相关变量的各方（包括窃听）。我们定义信息理论KEM（iKEM），连同一个（计算）安全的DEM，在预处理模型的混合加密方案的结果。我们定义了每个构建块的安全性，并证明了一个组合定理，保证（计算）的qe选择明文（CPA）的混合加密系统的安全性，如果iKEM和DEM满足qe选择加密攻击和一次性的安全性，分别。我们表明，iKEM可以实现一个单向SKA（OW-SKA）协议与修改后的安全定义。使用一个OW-SKA，满足这个修改后的定义的安全有效地允许的秘密密钥，是由OW-SKA生成的，可用于一个一次性的对称密钥加密系统，如异或伪随机字符串的消息，并提供qe-CPA安全的混合encryptionsystem.We讨论我们的结果和未来的工作方向。
2021-04-01 cs.CR
Security Protocols in a Nutshell
安全协议是安全通信的基石。他们部署了一些安全机制来提供某些安全服务。安全协议在分析时被认为是抽象的，但在实现时可能会有额外的漏洞。这份手稿提供了一个整体的研究安全协议。回顾了安全协议的基础，安全协议攻击的分类及其实现，以及协议安全性分析的不同方法和模型。具体来说，它澄清了信息理论和计算安全之间的差异，以及计算和符号模型。此外，认证密钥交换（AKE）和密码认证密钥交换（PAKE）协议的计算安全模型，作为最重要的和最好的研究类型的安全协议，提供了一个调查。
2016-06-02 cs.CR
A Systems Approach for Eliciting Mission-Centric Security Requirements
网络物理系统的安全性首先是一个安全问题，但它通常被视为传统的安全问题，这意味着解决方案是基于防御威胁，而且往往实施得太晚。这种方法忽略了考虑系统预期运行的环境，因此可能危及系统安全。本文提出了一种系统理论分析方法，该方法将利益相关者的观点与系统理论事故模型和过程（STAMP）的修改版本相结合，使决策者能够从战略上增强网络物理系统的安全性，弹性和安全性，以应对潜在的威胁。这种方法可以在一个模型中捕获与特派团有关的重要信息，然后使分析人员能够确定和减轻对特派团成功至关重要的地点的脆弱性。我们提出了一个概述的一般方法，其次是一个真实的例子，使用无人驾驶飞行器进行侦察任务。
2017-11-02 cs.CR
Factors of people-centric security climate: conceptual model and exploratory study in Vietnam
人们越来越注重采用有说服力的方法来建立以人为本的安全环境，让员工意识到安全的优先性，并主动采取有意识的安全行为。员工可以在观察构成工作场所安全氛围的安全特征并与之互动时评估安全的优先级。我们研究了根本性的挑战，即不是每个员工都能识别这些功能。在这个多阶段的研究中，我们采用了符号互动的理论视角，提出了一个概念模型，解释了组织的社交网络和信息安全气候的形成之间的关系。然后，在越南进行了描述性的案例研究，以完善所提出的模型。研究结果验证和扩展的信息安全气候的维度，以及确定相关组织的社交网络（即信息，影响和权力），导致其形成。
2016-05-28 cs.CR cs.CY
Permutational-key quantum homomorphic encryption with homomorphic quantum error-correction
本文提出将置换密钥量子同态加密与同态量子纠错相结合，使客户端和服务器无需置换密钥即可执行纠错编解码，保持信息论安全性。
2025-06-04 cs.CR quant-ph
ExpanderGraph-128: A Novel Graph-Theoretic Block Cipher with Formal Security Analysis and Hardware Implementation
Wayamba University of Sri Lanka（斯里兰卡瓦亚姆巴大学）
本文提出基于扩张图交互网络的轻量级块密码ExpanderGraph-128，采用20轮平衡Feistel网络，通过稀疏结构连接实现扩散与安全，结合MILP分析证明其高安全性和高效实现。
2026-03-13 cs.AR cs.CR cs.DS
Hierarchical Secure Aggregation with Heterogeneous Security Constraints and Arbitrary User Collusion
Guangxi Key Laboratory of Multimedia Communications and Network Technology（广西多媒体通信与网络技术重点实验室）；Guangxi University（广西大学）；Department of Electrical Engineering and Computer Science（电气工程与计算机科学系）；Technical University of Berlin（柏林技术大学）；School of Cyber Science and Engineering（网络安全科学与工程学院）；Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学）
本文提出分层安全聚合的异构安全模型，研究在任意用户合谋下如何实现信息论安全的通信速率和源密钥需求。
2026-01-10 cs.CR cs.DC cs.IT
RFID Authentication, Efficient Proactive Information Security within Computational Security
我们考虑RFID标签（例如，射频识别，RFID标签）和RFID验证器。提出了一种主动信息安全方案。该方案是基于这样的假设，即在每n个连续的通信会话中的至少一个期间交换的信息不暴露给对手。标签和验证器维护由成对异或条目重复刷新的n个条目的向量，其中n个条目的新向量由标签随机选择并作为每个通信会话的一部分发送到验证器。一般情况下，对手不听任何n个连续的通信会话中的k > 0会话也被认为是。证明了在任意n个连续通信会话期间使用的随机数的数目的下界n（k+1）。换句话说，我们证明了一个算法必须使用至少n（k+1）个新的随机数在任何n个连续的通信会话。然后提出了一个仅使用O（nlog n）新随机数的随机化方案。基于信息论安全方案的计算安全方案用于确保即使在敌手监听所有信息交换的情况下，标签与验证者之间的通信也是安全的。
2009-03-30 cs.CR
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
Deducing Security Goals From Shape Analysis Sentences
Guttman提出了一种在Strand Space理论的背景下建立安全目标的模型理论方法。在他的方法中，密码协议分析器（CPSA）的运行产生了确定目标是否得到满足的模型。本文提出了一种方法来提取一个句子，完全特征的CPSA运行。然后，逻辑推理可以用来确定目标是否得到满足。这一方法已经实施，并向所有人提供。
2018-02-05 cs.CR cs.LO
A mathematical problem for security analysis of hash functions and pseudorandom generators
在本文中，我们指定了一类数学问题，我们称之为“函数密度问题”（简称FDP），并指出FDP与以下两个密码学主题的新颖联系;无密钥散列函数的理论安全性评估（例如SHA-1），以及Dubrov和Ishai [STOC 2006]引入的具有某些增强安全属性的可证明安全的伪随机生成器（PRG）的构造。我们的论证旨在为这些主题（特别是前者）提出新的理论框架，而不是提供一些具体的和实际的结果。我们还给出了一些例子的数学讨论的FDPs，这将是独立的兴趣从数学的观点。最后，我们讨论了未来可能的研究方向，其他密码学应用的FDPs和对FDPs本身的数学研究。
2014-08-29 cs.CR math.CO
