Strong Secrecy and Stealth for Broadcast Channels with Confidential Messages
我们考虑一个离散的无记忆广播信道由两个用户和一个发送者。发送方为每个用户提供两个独立的机密消息。我们推广了Liu等人的工作。在广播信道上，具有两个机密消息，具有弱保密标准到强保密标准。我们的研究结果是基于扩展的技术开发的侯和Kramer的边界Kullback-Leibler分歧的上下文中的\textit{resolvability}和\textit{effective secrecy}。
2016-02-01 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Broadcast Channels with Confidential Messages
在本文中，我们研究了离散无记忆广播信道的容量界与机密消息。两个私人消息以及一个公共消息被传输;公共消息将由两个接收者解码，而每个私人消息仅用于其预期的接收者。此外，每个私人信息都要对非预期的接收者保密，其中保密性是通过模棱两可来衡量的。我们提出了内部和外部边界的速率模糊区域的广播信道与机密消息。建议的内界推广Csiszár和Körner的速率模糊区域的广播信道与一个单一的机密消息，刘{ \em et al}的可达速率区域的广播信道与完美的保密性，马顿和Gel'fand和Pinsker的可达速率区域的一般广播信道。我们提出的外边界，连同内边界，有助于建立几类离散无记忆广播信道的速率模糊区域的机密消息，包括少噪声，确定性和半确定性的信道。此外，专门为一般的广播信道通过删除的机密性约束，我们提出的外边界减少到新的容量外边界的离散内存广播信道。
2008-05-28 cs.IT math.IT
Generalized Multiple Access Channels with Confidential Messages
研究了一种离散无记忆广义多址接入信道（GMAC），其中两个用户试图向目的地发送公共信息，每个用户也有发送给目的地的私有（机密）信息.允许两个用户接收信道输出，因此可以从他们接收的信道输出中获得彼此发送的机密信息。然而，每个用户都将另一个用户视为窃听者，并且希望对另一个用户尽可能地保密其机密信息。机密信息的保密级别由含糊率来衡量，即，机密信息的熵率取决于窃听器处的信道输出。具有机密消息的GMAC的感兴趣的性能度量是包括共同速率、两个私有速率和两个含糊度速率作为分量的速率含糊度元组。包括所有这些可实现的速率模糊元组的集合被称为容量模糊区域。首先研究了具有一个机密消息集的GMAC协议，其中只有一个用户（用户1）具有目的地的私有（机密）信息。推导了容量模糊区域的内、外界，建立了包括高斯GMAC在内的几类信道的容量模糊度。此外，建立保密容量区域，其是在用户2完全不知道用户1的保密消息的情况下的所有可实现速率的集合。对于具有两个机密消息集的GMAC，其中两个用户都有机密消息发送给目的地，得到了容量模糊区域的内界。
2006-05-04 cs.IT math.IT
The Generalized Multiple Access Channel with Confidential Messages
研究了一种离散无记忆广义多址接入信道（GMAC），其中两个用户试图向目的地发送公共信息，每个用户也有发送给目的地的私有（机密）信息.该信道概括了多址接入信道（MAC），因为两个用户也接收信道输出。假设每个用户将另一个用户视为窃听者，并且希望对另一个用户尽可能地保密其机密信息。机密信息的保密程度由含糊率来衡量。兴趣的性能度量是包含共同率、两个私有率和两个含糊率作为组件的率含糊元组。包括所有可实现的速率模糊元组的集合被称为容量模糊区域。对于GMAC与一个机密的消息集，只有一个用户（用户1）有私人（机密）信息的目的地，内部和外部边界的能力模糊区域的推导。建立保密容量区域，其是在用户2完全不知道用户1的机密消息的情况下的所有可实现速率的集合。此外，建立了具有一个机密消息集的退化GMAC的容量模糊域和保密容量域。对于具有两个秘密消息集的GMAC，当两个用户都有秘密消息发送给目的地时，得到了容量模糊区域和保密容量区域的内界。
2006-05-19 cs.IT math.IT
Cognitive Interference Channels with Confidential Messages under Randomness Constraint
Liang等人提出的带机密信息的认知干扰信道（CICC）是一种新的信道模型.艾尔正在调查。在编码系统中考虑安全性时，众所周知，发送方需要使用随机编码来避免所传输的机密消息的信息被泄露给窃听者。对于CICC，研究了实现随机编码的随机数的速率与通信速率之间的权衡，并完全刻画了最优权衡。
2012-04-25 cs.IT math.IT
Relay Channels with Confidential Messages
我们考虑一个中继信道，中继帮助从一个发送者到一个接收者的消息传输。中继站不仅是帮助信息传输的发送者，而且是能够获取信息的窃听者。本文研究了中继信道中部分传输信息对中继是保密的情况下的编码问题。这种机密消息的安全性通过条件熵来测量。速率区域由传输速率的集合来定义，对于该传输速率，消息被可靠地传输，并且机密消息的安全性大于规定级别。本文给出了率域的两种定义。我们首先定义了确定性编码器情况下的速率区域，称之为确定性速率区域。接下来，我们定义了随机编码器情况下的速率区域，并称之为随机速率区域。我们推导出明确的内部和外部边界的上述两个速率区域，并提出了一类中继信道的两个边界匹配。此外，我们证明了随机编码器可以扩大速率区域。我们还评估了具有机密消息的高斯中继信道的确定性速率区域。
2007-03-24 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
Broadcast Channels with Confidential Messages by Randomness Constrained Stochastic Encoder
在窃听信道和广播信道的编码方案中，为了避免传输的秘密信息泄露给窃听者，发送方需要采用随机编码。本文研究了实现随机编码的随机数的速率与公共、私有和机密消息的速率之间的权衡。对于正定理，采用了Chia和El Gamal最近提出的窃听信道的叠加编码方案，并证明了其强安全性。建立了匹配逆定理。我们的结果澄清了普通的随机编码和信道前缀的信道模拟的组合是次优的。
2012-05-31 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
The K-Receiver Broadcast Channel with Confidential Messages
给出了K-接收机降级广播信道（BC）的保密容量区域，用于发送给接收机的机密消息，并对外部窃听者保密。叠加编码和Wyner的随机码划分被用来显示可达到的速率元组。文中还给出了错误概率分析和模糊度计算。在逆证明中，使用了一种新的辅助随机变量的定义，它不同于两个接收者无公共信息的BC或K个接收者有公共信息的BC（两者都有外部窃听器）或K个接收者无窃听器的BC。
2008-12-19 cs.IT math.IT
Polar Coding for the Cognitive Interference Channel with Confidential Messages
在强保密准则下，针对具有机密信息的认知干扰信道（CICC），提出了一种低复杂度、保密容量可达的极化编码方案。用于干扰信道的现有极化编码方案依赖于将极化码用于多址信道，其码构造问题可能是复杂的。我们表明，CICC的整个保密容量区域可以通过简单的点对点极化码实现，由于认知，我们提出的方案需要在编码器的随机率最小。
2017-10-27 cs.IT math.IT
Cognitive Interference Channels with Confidential Messages
研究了具有机密信息的认知干扰信道。与经典的两用户干扰信道类似，认知干扰信道由两个发射机组成，它们的信号在两个接收机处发生干扰。假设存在两个发射机已知的公共消息源（消息1），以及仅认知发射机（发射机2）已知的附加独立消息源（消息2）。认知接收器（接收器2）需要解码两个消息，而非认知接收器（接收器1）应当仅解码公共消息。此外，消息2被假定为机密消息，其需要对接收机1尽可能保密，接收机1被视为消息2的窃听者。保密的程度是由含糊率来衡量的。建立了离散无记忆认知干扰信道容量模糊区域的单字母表达式，并进一步明确推导出高斯情况下的容量模糊区域。此外，特殊化的情况下，没有保密约束的容量模糊区域，建立了一个新的容量定理的一类干扰信道，通过提供一个逆定理。
2007-10-10 cs.IT math.IT
Capacity Region of Gaussian MIMO Broadcast Channels with Common and Confidential Messages
研究了具有公共消息和机密消息的两用户高斯多输入多输出（MIMO）广播信道。在该信道中，发送器向两个用户发送公共消息，并且向每个用户发送需要对另一个用户完全保密的机密消息。我们得到了这个通道的整个容量区域。我们还探索了我们为具有公共和机密消息的高斯MIMO广播信道获得的容量区域与其非机密对应物的容量区域之间的联系，即，具有公共和私有消息的高斯MIMO广播信道，其不完全已知。
2010-02-26 cs.CR cs.IT math.IT
Strong security and separated code constructions for the broadcast channels with confidential messages
我们表明，广播信道的容量区域与机密消息不改变时，采用强安全标准，而不是传统上使用的弱安全标准。我们还展示了一种构造方法的编码的广播信道与机密消息，通过使用任意给定的编码的广播信道与退化的消息集。
2011-05-24 cs.CR cs.IT math.IT
Capacity Region Continuity of the Compound Broadcast Channel with Confidential Messages
带机密消息的复合广播信道（BCC）通过对信道的不确定性进行建模来推广BCC。对于复合BCC，仅知道实际信道实现属于信道的预先指定的不确定性集合，并且其在整个传输期间是恒定的。为了可靠和安全的通信是必要的，以在复合BCC容量区域内的速率对操作。因此，问题是否小的变化的不确定性集导致大的损失的复合BCC容量区域进行了研究。结果表明，复合BCC模型是稳健的，即，容量区域连续地依赖于不确定性集合。
2014-11-04 cs.IT math.IT
On the Compound MIMO Broadcast Channels with Confidential Messages
研究了带保密消息的复合多输入多输出（MIMO）广播信道，其中一个发射机向两个接收机发送一个公共消息，向每个接收机分别发送两个保密消息。信道状态可以采取有限状态集合中的一个，并且发射机知道状态集合但不知道状态的实现。我们研究了可实现的速率与完美的保密在高信噪比制度的特点，可实现的保密自由度（s.d.o.f.）。区域的两个模型，高斯MIMO-BCC和遍历衰落多输入单输出（MISO）-BCC没有一个共同的消息。我们表明，通过利用一个额外的时间维度，由于在遍历衰落模型中的状态变化，可实现的S.D.O.F.与具有恒定状态的高斯模型相比，区域可以得到显著改善，尽管代价是更大的延迟。
2009-06-17 cs.IT math.IT
Secure Multiplex Coding Over Interference Channel with Confidential Messages
本文给出了具有两个秘密信息的两用户干扰信道容量域的内界和外界。通过将安全复用编码添加到文献[15]中的纠错方法中，该方法实现了迄今为止干扰信道的最佳可实现容量区域，我们已经证明，与文献[2]相比，改进的安全容量区域是整个Han-Kobayashi区域。此外，该构造不仅消除了为实现安全性而添加伪消息所带来的速率损失，而且将文献[2]中原有的弱安全条件变为强安全条件。然后，我们还计算了一组秘密消息的模糊率，当消息长度有限或信息率较高时，我们的结果为最坏情况下模糊率的界提供了一个很好的近似。我们的结果可以很容易地扩展到高斯干扰信道，很少的努力。
2011-09-20 cs.IT math.IT
Multiple Access Channels with Generalized Feedback and Confidential Messages
本文研究了带广义反馈的多址信道上的保密通信问题。两个受信任的用户发送独立的机密消息给一个预期的接收者，在一个被动的窃听者的存在。在这种设置中，两个可信用户之间的主动合作，通过使用信道反馈，以提高通信效率。基于速率分裂和解码转发策略，推导出离散无记忆信道和高斯信道下的可达保密速率域。结果表明，信道反馈提高了可实现的保密率。
2007-06-26 cs.IT math.IT
Discrete Memoryless Interference and Broadcast Channels with Confidential Messages: Secrecy Rate Regions
我们研究离散无记忆干扰和广播信道的信息理论安全与独立的机密消息发送到两个接收器。机密信息以信息论的保密性被传送给它们各自的接收者。也就是说，每个接收者都完全不知道要发送给另一个接收者的消息。秘密级别由窃听接收器处的含糊率来衡量。在本文中，我们提出了这两个通信系统的保密容量区域的内界和外界。导出的外边界具有适用于两个信道模型的相同的互信息表达式。不同之处在于优化表达式的输入分布。内边界速率区域通过随机分箱技术实现。对于广播信道，双合并编码方案允许联合编码和保密性的保持。此外，我们表明，对于一个特殊的情况下的干扰信道，被称为开关信道，两个界限满足。最后，我们描述了高斯干扰信道的几种传输方案，并推导出它们的可达速率区域，同时确保互信息理论的保密性。提出了一种编码方案，其中发射机专用的一些功率来创建人工噪声，并显示优于时间共享和简单的多路复用传输的机密消息。
2007-12-11 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
On the Secrecy Rate Region of a Fading Multiple-Antenna Gaussian Broadcast Channel with Confidential Messages and Partial CSIT
本文研究了快衰落多天线高斯广播信道上的保密信息安全传输（FMGBC-CM），其中多天线发送端向两个用户发送独立的保密信息，且发送端只知道接收端的信道状态信息。我们首先使用FMGBC-CM的相同边缘属性来分类非平凡情况，即，那些没有降级到公共窃听渠道的。然后，我们通过求解信道输入协方差矩阵和膨胀因子来推导FMGBC-CM的可实现速率区域。由于复杂的速率区域公式，我们采取低信噪比分析来研究信道的特性。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。
2012-06-25 cs.IT math.IT
Universal superposition codes: capacity regions of compound quantum broadcast channel with confidential messages
我们推导出在经典量子量子信道和全量子信道上传输广播和机密信息的通用码。这些代码是强大的信道不确定性考虑在复合模型。为了构造这些码，我们推广了用于公共信息传输的随机码，导出了用于复合量子广播信道的通用叠加编码。作为应用，我们给出了一个多字母的表征区域对应的容量的复合量子广播信道同时传输广播和机密信息。这是为两种类型的广播消息完成的，一种称为公共消息，另一种称为通用消息。
2020-05-11 cs.IT math.IT quant-ph
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
Linear Precoding for Broadcast Channels with Confidential Messages under Transmit-Side Channel Correlation
在本文中，我们分析了正则化信道反转（RCI）预编码的性能在多输入单输出（MISO）广播信道下的传输侧信道相关性的机密消息。我们推导出一个确定性等价的可实现的每用户的保密率几乎肯定是准确的发射天线的数量和用户的数量增长到无穷大，在一个固定的比例，我们确定的最佳正则化参数，最大化的保密率。此外，我们获得了确定性的等价物的保密率可实现的：（i）迫零预编码和（ii）单用户波束成形。我们的分析的准确性进行了验证，通过模拟有限大小的系统。
2013-04-23 cs.IT math.IT
Capacity Theorems for the Cognitive Radio Channel with Confidential Messages
认知无线电作为一种受大脑启发的无线通信方案，通过允许认知用户接入授权给主用户的未充分利用的频谱，有效地利用了稀缺的无线电频谱资源。认知无线电除了具有通信可靠性高、频谱利用率高等特点外，信息传输的安全性和抗窃听能力也是其重要的应用领域。在本文中，这个问题是从信息论的观点。探讨了认知无线电信道（CRC）的容量限制与机密消息。作为认知无线电的理想化信息理论模型，该信道包括两个发射机，它们向它们对应的接收机发送独立的消息，使得一个发射机，即，认知发射机非因果地访问另一发射机的消息，即，主要的发射机。指定给每个接收者的信息必须对其他接收者保密。每个消息的保密级别使用含糊率进行评估。新的内边界和外边界的能力模糊区域的建立。结果表明，这些界限重合的一些特殊情况。具体来说，容量模糊区域推导出一类噪声较小的CRC和一类半确定性CRC。对于只需要对认知发送端的消息保密的情况，也为弱干扰下的高斯CRC建立了容量模糊域。
2014-02-20 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
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
Polar Coding for the Broadcast Channel with Confidential Messages: A Random Binning Analogy
在强保密性和随机性约束下，针对含有机密信息的离散无记忆广播信道，提出了一种低复杂度的极化编码方案。我们的计划扩展了以前的工作，通过使用一个最佳速率的均匀随机性的随机编码器，并避免假设的对称性或退化的性质的信道。这些扩展的代价是编码器和解码器需要共享一个大小可以忽略不计的秘密种子，并通过链接来增加块长度。我们还强调了所提出的极化编码方案和保密容量区域的随机分仓证明之间的密切概念联系。
2016-03-05 cs.IT math.IT
Preserving Confidentiality in The Gaussian Broadcast Channel Using Compute-and-Forward
本文研究了具有K>2个接收机和K个辅助机的无线广播信道中机密信息的传输。其目标是将所有消息可靠地传输到其预期接收者，同时对非预期接收者保密。基于嵌套格型结构、协同干扰、格型对齐和独立同分布设计了一种码书。编码此外，我们利用非对称计算和转发解码策略来处理有限的SNR制度。与以前的对齐方案，我们可以达到的速率是在任何有限的SNR值。此外，我们表明，我们的计划实现了最佳和安全的自由度自由度为1的K-接收机高斯广播信道与K个机密消息和K个助手。
2017-03-03 cs.IT math.IT
Parallel BCC with One Common and Two Confidential Messages and Imperfect CSIT
我们考虑一个广播通信系统中的并行子信道，发射机发送三个消息：一个共同的消息，两个用户，和两个机密的消息，每个用户需要保持秘密，从其他用户。我们假设部分信道状态信息在发射机（CSIT），源于噪声信道估计。本文的第一个贡献是保密容量区域边界的特征作为加权和率问题的解决方案，适当的权重。部分CSIT通过向估计的信道增益添加裕度来解决。第二篇论文的贡献是这个问题的解决方案，在几乎封闭的形式，只有两个单一的实参数必须优化，例如，通过二分法搜索。一方面，所考虑的问题概括了现有的文献中，只有两个三个消息被发送。另一方面，该解决方案也发现实际应用到具有保密性和公平性约束的正交频分复用（OFDM）系统的资源分配中。
2015-01-20 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
Degraded Broadcast Channel with Side Information, Confidential Messages and Noiseless Feedback
在本文中，我们首先研究了带有边信息和机密信息的退化广播信道模型。这项工作是从Steinberg的工作退化的广播信道的因果和非因果边信息，和Csisz $\acute{a}$ r-Körner的工作广播信道的机密消息。提供了非因果和因果的情况下的能力模糊区域的内部和外部边界。在相应的可验证性证明中采用了叠加编码和双合并技术。然后，我们研究了带有边信息、秘密信息和无噪声反馈的退化广播信道。无噪声反馈是非劣化接收器到信道编码器。能力模糊区域的内部和外部边界提供了非因果的情况下，和能力模糊区域的因果情况下确定。与无反馈的模型相比，我们发现无噪声反馈有助于扩大因果和非因果情况下的内界。在反馈模型的可验证性证明中，无噪声反馈被用作由非降级接收器和发射器共享的秘密密钥，因此，反馈模型的码构造是反馈系统上的叠加编码、Gel'fand-Pinsker's binning、块Markov编码和Ahlswede-Cai's秘密密钥的组合。
2012-10-31 cs.IT math.IT
Universally Attainable Error and Information Exponents, and Equivocation Rate for the Broadcast Channels with Confidential Messages
我们普遍可达到的解码错误和互信息和普遍可达到的模糊率的条件熵的广播信道的机密消息的指数。误差指数与Korner和Sgarro给出的具有退化消息集的广播信道的误差指数相同。
2011-10-03 cs.CR cs.IT math.IT
Secured Communication over Frequency-Selective Fading Channels: a practical Vandermonde precoding
在本文中，我们研究了频率选择性广播信道与机密消息（BCC），其中发送器发送一个机密消息到接收器1和接收器1和2的公共消息。在N个符号的块传输之后是L个符号的保护间隔的情况下，频率选择性信道可以被建模为N *（N+L）Toeplitz矩阵。对于这种特殊类型的多输入多输出（MIMO）信道，我们提出了一个实用的范德蒙预编码，包括投影的机密信息在零空间的接收器2看到的信道，同时叠加的共同消息。对于该方案，我们提供了可实现的速率区域，即常见和机密消息的速率元组，并描述了一些特殊情况下的最佳协方差输入。证明了所提出的方案达到了最佳自由度（d.o.f）区域。更具体地，它使得能够在N+L个符号的块上同时发送1 <= L个机密消息和N-I个公共消息。有趣的是，该方案可以应用于安全的多用户场景，如K+1用户频率选择性BCC与K个机密消息和两个用户频率选择性BCC与两个机密消息。对于每个场景，我们提供了可实现的保密自由度（s.d.o.f.）区域，并证明了Vandermonde预编码的最优性。该方案的一个吸引人的特点是，它不需要任何特定的保密编码技术，但可以应用于任何现有的强大的编码方案。
2009-06-17 cs.IT math.IT
The Gaussian Many-to-One Interference Channel with Confidential Messages
本文研究了$K$ -用户多对一干扰信道中的保密消息，在该信道中，$K$-用户体验所有其他$K-1$用户的干扰，同时被视为这些用户的所有消息的窃听者。我们推导出可实现的速率和上界的总和速率为这个信道，并表明，可实现的总和速率和它的上界之间的差距是$\log_2(K-1)$位每信道使用非常强的干扰下，当干扰用户有相等的功率约束和干扰链路信道增益。这项工作的主要贡献是：（一）嵌套格码提供保密时，干扰存在，（二）一个保密的总和率上限被发现强干扰制度和（iii）它被证明，在非常强的干扰和对称设置，可实现的总和率和上限之间的差距是恒定的传输功率。
2009-05-16 cs.IT math.IT
MAC Wiretap Channels with Confidential and Open Messages: Improved Achievable Region and Low-complexity Precoder Design
本文针对多址窃听信道，提出扩大可达区域的新方法并给出通用可达性证明，同时设计低复杂度预编码器。
2023-06-21 cs.IT math.IT
Capacity Results for Relay Channels with Confidential Messages
我们考虑一个通信系统，其中中继有助于从{a}发送者到{a}接收者的消息传输。中继不仅被认为是一个助手，但作为一个窃听器谁可以获得一些有关传输信息的知识。在本文中，我们研究了一个中继信道与机密消息（RCC），发送者试图发送公共信息的接收器和中继，也有私人信息的接收器和机密的中继。对中继器保密的私人信息的保密级别由含糊率来测量，即，以中继器处的信道输出为条件的私有信息的熵速率。RCC的性能指标是利率三元组，包括共同利率、私人利率和含糊率作为组成部分。速率模糊区域由所有这些可实现速率三元组组成的集合定义。本文给出了速率模糊区的两种定义。我们首先定义了确定性编码器情况下的速率模糊区域，称之为确定性速率模糊区域。其次，我们定义了随机编码器情况下的速率模糊区域，称之为随机速率模糊区域。我们推导出明确的内部和外部边界的上述两个区域。在确定性/随机速率模糊区域，我们提出了两类中继信道的内外界匹配。我们还评估了高斯RCC的确定性和随机率模糊区域。
2010-09-30 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Precoding for Multi-User Visible Light Communication with Confidential Messages
针对多用户可见光通信（VLC）系统，在物理层安全的背景下，设计了一种能量有效的预编码方案。设计问题是一个非凸分式规划问题，因此采用Dinkelbach算法和基于一阶Taylor近似的凸-凹规划（CCCP）来求解。数值结果显示了不同参数设置下的收敛性和性能。
2021-02-22 cs.IT eess.SP math.IT
The Gaussian Many-to-1 Interference Channel with Confidential Messages
多对一干扰信道由于体现了干扰网络的本质而受到关注，同时比一般的K用户干扰信道更易处理。在本文中，我们引入信息理论的保密性，这个模型和考虑的多对一干扰信道的机密消息，其中每个接收机，特别是一个受到干扰，也是一个干扰用户的消息需要保密。我们推导出可实现的保密和速率为这个通道使用嵌套格码，以及上界的保密和速率为所有可能的信道增益配置。我们确定了几个非平凡的情况下，上限和实现的保密和速率之间的差距只是一个函数的用户K的数量，并且在所有可能的信道增益配置在每种情况下是均匀的。此外，我们确定了该通道的安全自由度，并表明它相当于其自由度，即，高信噪比下的保密是免费的。
2010-05-04 cs.IT math.IT
Secrecy Rates in the Broadcast Channel with Confidential Messages and External Eavesdroppers
在本文中，我们考虑广播信道与机密消息和外部窃听者（BCCE），其中多天线基站同时通信到多个潜在的恶意用户，在存在随机定位的外部窃听者。使用所提出的模型，我们研究了正则化信道逆（RCI）预编码实现的保密率进行大系统分析，结合随机几何和随机矩阵理论的工具。我们得到显式表达式的保密中断的概率和上界的速率损失由于外部窃听者的存在。我们发现，这两个数量的规模为$\frac{λ_e}{\sqrt{N}}$，其中$N$是发射天线的数量和$λ_e$是外部窃听者的密度，无论他们的共谋策略。此外，我们推导出一个实用的规则的正则化参数的选择，这是不可知的信道状态信息和窃听者的位置，但提供接近最佳性能。
2013-06-10 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
Topological Interference Management with Confidential Messages
拓扑干扰管理（TIM）问题是指研究K用户部分连通干扰网络，除了网络拓扑知识外，发送端没有信道状态信息（CSIT）。在本文中，我们研究的TIM问题与机密消息（TIM-CM），其中消息的机密性必须满足除了可靠性约束。特别是，每个传输的消息必须在其预期的接收器处可解码，并且在剩余的（K-1）个接收器处保持机密。我们的主要贡献是通过研究对称安全自由度（SDoF），为TIM-CM问题提出了一套全面的结果。为此，我们首先刻画了任意拓扑的正对称SDoF可行性的充分必要条件。接下来，我们提出了两个可实现的方案的TIM-CM问题：对于第一个方案，我们使用的概念，安全分区，第二个，我们使用的概念，安全的独立集。我们还提出了任何任意网络拓扑结构的对称SDOF的外部边界。使用这些界限，我们刻画了所有K=2-用户和K=3-用户网络拓扑的最佳对称SDoF。
2023-01-30 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
Polar Coding for Common Message Only Wiretap Broadcast Channel
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，在该模型中，发射机希望发送一个私人和机密的消息，必须可靠地解码的接收器，和机密的消息也必须（强）从窃听者的安全。编码方案旨在使用最佳的随机率，并且不对信道的对称性或退化性做出任何假设。本文通过提出一种新的链接结构，扩展了以前关于窃听信道的极化码的工作，该链接结构允许可靠和安全地向两个不同的接收器发送相同的机密消息。这种构造引入了在保密性分析中需要考虑的编码方案中所涉及的随机变量之间的新的依赖关系。
2019-02-18 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
Multi-receiver Wiretap Channel with Public and Confidential Messages
本文研究了具有公共和机密信息的多接收者窃听信道。在该信道中，存在希望在外部窃听者存在的情况下与两个合法用户通信的发送器。发送器向每个合法用户发送一对公共和机密消息。虽然对公共消息没有保密限制，但机密消息需要以完全保密的方式传输。研究了离散无记忆多接收机窃听信道及其高斯多输入多输出（MIMO）情况。首先，我们考虑退化的离散无记忆信道，并通过使用一个可实现的方案，使用叠加编码和分箱获得的容量区域的内界。接下来，我们得到了一个外边界，并表明，这个外边界部分匹配的内边界，退化的信道模型的容量区域提供了部分表征。其次，我们得到了一个内界的一般，不一定退化，离散无记忆信道，通过使用马顿的内界，叠加编码，速率分裂和binning。第三，我们考虑了退化的高斯MIMO信道，并表明，为了评估内外界，只考虑联合高斯辅助随机变量和信道输入是足够的。由于内界和外界部分匹配，这些充分性结果提供了退化高斯MIMO信道的容量区域的部分表征。最后，我们提供了一个一般的，不一定退化，高斯MIMO多接收机窃听信道的容量区域的内界。
2011-06-21 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Transmission of Delay-Sensitive Data over Wireless Fading Channels
本文研究了随机源产生的延迟敏感数据的安全无线传输的吞吐量和能量效率。考虑了一个衰落广播模型，在该模型中，发射机向两个接收机发送机密和公共消息。假设从马尔科夫源生成的公共和机密数据在传输之前存储在缓冲区中，并且发射机在缓冲区/延迟违规概率的约束下操作。在这样的统计服务质量（QoS）约束下，时变无线传输的有效容量和马尔可夫源的有效带宽被用来确定吞吐量。特别地，保密容量用于描述包含机密消息的缓冲器的服务速率。此外，每比特能量被用作能量效率度量，并且在低信噪比（SNR）状态下研究能量效率。具体地，确定公共和机密消息的可靠通信所需的每比特的最小能量，并且识别宽带斜率表达式。缓冲器/延迟约束，信道之间的相关性，源特性/突发性，在发射机的信道知识，功率分配和保密要求的吞吐量和能源效率的共同和机密的消息传输的影响被确定。
2017-04-06 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
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
Quantum Broadcast Channels with Mutually Confidential Messages
Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Department of Combinatorics and Optimization, University of Waterloo（滑铁卢大学组合数学与优化系）；Department of Applied Mathematics, University of Waterloo（滑铁卢大学应用数学系）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理珀蒂默研究所）；Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universität Berlin（柏林自由大学达勒姆复杂量子系统中心）
研究量子广播信道中两个接收者互保密的经典消息传输，提出Marton型内界和二分经典-量子可分辨性定理，证明保密容量区域，并展示保密经典通信与量子传输的分离现象。
2026-09-23 cs.IT math.IT quant-ph
Large System Analysis of Linear Precoding in MISO Broadcast Channels with Confidential Messages
在本文中，我们研究了正则化信道反转（RCI）预编码在大MISO广播信道与机密消息（BCC）的性能。我们得到一个确定性的近似可实现的保密和率几乎肯定是准确的发射天线$M$和用户$K$的数量增长到无穷大的固定比例$β=K/M$。我们推导出最佳的正则化参数$ξ$和最佳的网络负载$β$，最大化每个天线的保密和速率。然后，我们提出了一个线性预编码器的基础上RCI和功率降低（RCI-PR），显着提高了高信噪比的保密和率$1<β<2$。我们提出的预编码器实现了每个用户的保密率，它具有相同的高SNR缩放因子作为以下两个上界：（i）没有保密要求的最佳RCI预编码器的速率，以及（ii）没有干扰的单用户系统的保密容量。此外，我们得到了一个确定性的近似的保密和率可实现的RCI预编码的信道状态信息（CSI）错误的存在。我们还分析了我们提出的RCI-PR预编码器的性能与CSI错误，我们确定如何错误必须缩放的SNR，以保持一个给定的速率差距的情况下，完美的CSI。
2013-04-22 cs.IT math.IT
GSVD-Based Precoding in MIMO Systems With Integrated Services
这封信认为，两个接收机多输入多输出（MIMO）高斯广播信道模型与综合服务。具体来说，我们结合了两种服务消息，并同时为他们服务：一个多播消息的目的是为两个接收器和一个机密消息的目的是只有一个接收器。机密信息对未经授权的接收者来说是绝对安全的。由于业务消息的耦合性，寻求满足容量要求的发送协方差矩阵是一个困难的问题。因此，我们提出了一种基于广义奇异值分解（GSVD）的次优预编码方案。GSVD在发射机和接收机之间产生几个虚拟正交子信道。在满足组播服务质量（QoMS）约束的前提下，以最大化保密率为目标，对组播消息和保密消息的子信道分配和功率分配进行联合优化。由于这个问题本身是复杂的，一个差分凹（DC）算法，连同一个穷举搜索，被利用来处理功率分配和子信道分配，分别。数值结果来说明我们所提出的策略的有效性。
2016-11-26 cs.IT math.IT
Practical LDPC coded modulation schemes for the fading broadcast channel with confidential messages
从理论的角度来看，具有机密消息的广播信道是一个很好的研究场景，但是仍然缺乏能够在这样的信道上实现某种固定级别的可靠性和安全性的实用方案。在本文中，我们考虑一个准静态衰落信道中，公共和私人的消息必须从发送器发送到接收器，我们的目标是设计合适的编码和调制方案，以实现这样的目标。为此目的，考虑到当在接收侧经历足够低（高）的出错率时实现可靠性（安全性），我们采用出错率作为度量。我们表明，存在一些条件的系统的可行性，必须容忍一些中断概率，以应付信道的衰落性质。所提出的解决方案利用具有不等错误保护的低密度奇偶校验码，其能够保证针对公共和私有信息的噪声的两个不同级别的保护，结合针对公共和私有消息比特的不同调制方案。
2014-04-11 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
