Secure Polar Coding with Delayed Wiretapping Information
在本文中，我们研究了一个窃听信道模型的安全编码问题，固定的主信道和变化的窃听信道，通过假设合法的参与者可以获得窃听信道状态信息（CSI）经过一定的时间延迟。对于对称降级延迟CSI情形，通过在一次一密链结构上构造安全极化码，给出了一个显式弱安全方案，并证明了该方案的弱安全性、可靠性以及在延迟CSI假设下逼近完美CSI情形的保密容量.此外，对于对称无降级延迟CSI的情况下，我们提出了一种修改的多块链接结构，其中冻结位的原始子集被设计用于安全地传送功能随机位。然后将这种改进的多块链结构与弱安全方案相结合，构造了一个显式强安全极坐标编码方案，并证明了其强安全性、可靠性以及在延迟CSI假设下逼近理想CSI情形的保密容量的能力。最后，我们进行了模拟，以证明这两个安全方案的性能。
2020-01-21 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 Semantic Communication over Wiretap Channel
本文研究窃听信道下语义通信的安全传输问题，在语义保密与数据失真约束下给出率-失真-疑义度区域的一般内外界，并针对高斯源与高斯窃听信道进行约简和数值评估。
2024-10-21 cs.IT math.IT
Polar Coding for Secure Transmission in MISO Fading Wiretap Channels
本文提出了一种用于多输入单输出单天线窃听（MISOSE）衰落信道下保密通信的极化编码方案。我们考虑的情况下，块衰落信道与已知的窃听信道状态信息（CSI）和衰落信道与已知的窃听信道分布信息（CDI）的情况。我们使用人工噪声辅助的安全预编码方法，以最大限度地提高保密容量在第一种情况下，并克服不知道窃听CSI在第二种情况下。我们表明，我们提出的方案可以提供可靠和安全的通信MISOSE信道的编码和解码复杂度低。
2014-11-10 cs.IT math.IT
On Secure Computation Over the Binary Modulo-2 Adder Multiple-Access Wiretap Channel
本文研究了二进制模2加法器多址窃听信道上函数的安全计算问题。这个问题涉及到一个合法的接收器，希望可靠和有效地计算分布式二进制源的函数，而窃听者必须保持对它们的无知。为了刻画相应的基本极限，引入了保密计算能力的概念。虽然确定保密计算能力是具有挑战性的任意函数，它令人惊讶地证明，如果函数完美地匹配的代数结构的信道和联合源分布满足一定的条件，保密计算能力等于计算能力，这是所有可实现的计算速率的上确界没有保密约束。与安全传输消息的情况不同，编码器不需要额外的随机性，合法接收者也不需要比窃听者有任何优势。因此，结果表明，安全地计算一个函数在多路访问窃听信道的问题可能显着不同的安全通信消息之一。
2016-07-30 cs.IT math.IT
Strongly Secure Communications Over the Two-Way Wiretap Channel
我们考虑在强保密准则下的双向窃听信道的安全通信问题。我们改进现有的结果，开发一个可实现的区域的基础上，利用在窃听者的终端和合法用户之间的合作的干扰的战略。我们利用多址接入信道的信道可分辨性的概念来分析合作干扰，我们表明，合作干扰所产生的人工噪声引起了一个共同的随机性，可用于秘密密钥协议的来源。我们说明了高斯双向窃听信道的情况下，这种编码技术提供的增益，我们显示了显着的改善，一些通道配置。
2012-04-10 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
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
Secure Polar Coding for Adversarial Wiretap Channel
对抗窃听信道（AWTC）模型是一种安全的通信模型，在该模型中，对手可以直接读写合法通信中传输的比特，并具有固定的分数。在本文中，我们提出了一个安全的极化编码方案，以提供安全和可靠的AWTC模型的通信。针对对抗性读写行为，提出了一种$ρ$等效信道块，并研究了其在信道极化操作下的变换。我们发现产生的信道是极化的，在这个意义上，他们的一部分是全噪声信道的概率几乎为$1$，其余部分是无噪声信道的概率几乎为$1$。在此基础上，我们对对抗读写的等效信道块进行了编码，并通过在极化等效块上应用多块链接结构，构造了一种安全的极化编码方案。从理论上证明了当块长$N$趋于无穷大时，该方案在可靠性和强安全性准则下均达到了AWTC模型的保密能力.仿真结果表明，该方案能够在AWTC模型下提供安全可靠的通信。
2020-12-31 cs.IT math.IT
Outage Constrained Robust Secure Transmission for MISO Wiretap Channels
在本文中，我们考虑了MISO窃听信道的鲁棒安全波束形成器的设计。假设窃听者的信道在发送端只有部分可用，在发送功率和保密率中断概率约束下，我们寻求最大化保密率。中断概率约束要求保密率以高概率超过某个阈值。因此，在设计中包括这样的约束自然确保了期望的鲁棒性。不幸的是，概率约束的存在使得问题非凸，因此难以解决。在本文中，我们研究了中断概率约束的保密率最大化问题，使用一种新的两步方法。在广泛的不确定性模型下，我们开发的算法可以获得高质量的解，有时甚至是精确的全局解，用于鲁棒安全波束形成器的设计问题。仿真结果验证了算法的有效性和鲁棒性。
2013-10-27 cs.IT math.IT
Secure Lossy Source-Channel Wiretapping with Side Information at the Receiving Terminals
研究了在任意相关边信息条件下的信源信道安全窃听问题。这个场景包括一个编码器（称为Alice），它希望压缩一个源，并通过一个有噪声的信道将其发送到一个合法的接收器（称为Bob）。在这种情况下，爱丽丝必须同时满足所需的要求失真水平在鲍勃，和含糊率在窃听者（称为夏娃）。该设置可以被看作是在解码器处具有辅助信息的安全信源编码和窃听信道的传统问题的一般化。推导了任意信道和边信息情况下的率失真模糊区域的内界和外界。在一些特殊的情况下，它表明，分离举行。通过适当的编码，边信息、信道噪声和Bob处的失真之间的任何统计差异的存在都可以在保密性方面被充分利用。
2011-05-23 cs.IT math.IT
Self-Secure Capacity-Achieving Feedback Schemes of Gaussian Multiple-Access Wiretap Channels with Degraded Message Sets
Schalkwijk-Kailath（SK）方案实现了具有反馈的点到点白高斯信道的容量，其本身是安全的，并且还实现了具有反馈的高斯窃听信道的保密容量，即，SK方案是用于高斯窃听信道的自安全容量实现（SSCA）反馈方案。对于多用户窃听信道，最近，已经表明Ozarow的用于两用户高斯多址接入信道（GMAC）的容量实现反馈方案是用于两用户高斯多址接入窃听信道（GMAC-WT）的SSCA反馈方案。本文首先提出了一种基于两用户GMAC协议的容量实现反馈方案（GMAC-DMS），并证明了该方案是基于两用户GMAC协议的SSCA反馈方案（GMAC-WT-DMS）。接下来，我们将上述方案扩展到在发射机处具有非因果信道状态信息的两用户GMAC-DMS（NCSIT），并表明扩展方案是容量实现的，并且对于具有NCSIT的两用户GMAC-WT-DMS也是SSCA反馈方案。最后，我们推导出两个用户的GMAC-WT-DMS的保密容量区域的外边界与NCSIT，数值结果显示了反馈的速率增益。
2021-11-18 cs.IT math.IT
Secure Transmission for Relay Wiretap Channels in the Presence of Spatially Random Eavesdroppers
我们提出了一个安全的传输方案的中继窃听信道，其中源与目的地通过解码和转发中继在空间随机分布的窃听者的存在下进行通信。我们假设源端配备了多个天线，而中继端、目的端和窃听端都配备了一个天线。在所提出的方案中，除了信息信号，源发送人工噪声信号，以混淆窃听者。以最大化中继窃听信道的保密吞吐量为目标，推导了传输中断概率的封闭表达式和保密中断概率的易于计算的表达式。使用这些表达式，我们确定最佳的功率分配因子和窃听码速率，保证最大的保密吞吐量，同时满足保密中断概率约束。此外，我们研究了源天线数量对保密吞吐量的影响，表明在源处添加额外的发射天线会显著增加保密吞吐量。
2015-09-24 cs.IT math.IT
Secure Transmission with Multiple Antennas: The MISOME Wiretap Channel
在Wyner窃听信道的框架内，研究了多天线在安全通信中的作用。当发送者和窃听者有多个天线，预期的接收器有一个单一的天线，和信道矩阵是固定的，已知的所有终端的广义特征值的保密能力，并表明波束成形策略是实现容量。此外，我们表明，在高信噪比（SNR）制度的惩罚不知道窃听者的信道是小的-一个简单的“安全的空时码”，可以被认为是掩蔽波束成形和辐射功率各向同性达到接近最佳性能。在大量的天线的限制，我们得到一个实现独立的表征的保密能力作为一个函数的数量$β$：每个发送天线的窃听天线的数量。我们发现，窃听者是比较无效的$β<1$时，但对于$β\ge2$的窃听者可以驱动的保密能力为零，从而阻止安全通信到预期的接收器。还提供了遍历衰落信道的扩展。
2007-08-30 cs.IT math.IT
Semantically Secure Lattice Codes for the Gaussian Wiretap Channel
我们提出了一个新的窃听格编码方案，实现了语义安全性和强保密性的高斯窃听信道。在我们的安全性证明的关键工具是平坦因子，其特征在于对应于不同的消息的条件输出分布的收敛性，并导致上界的信息泄漏。我们不仅引入了second-good格的概念，而且提出了{flatness factor}作为此类格的设计准则。模格高斯信道和真正的高斯信道被认为是。在后一种情况下，我们提出了一种新的保密编码方案的基础上离散高斯分布在一个格，它实现了在温和的条件下的保密容量的一半nat。没有\textit{a priori}分布的消息被假定，并且没有抖动使用在我们提出的方案。
2013-11-02 cs.IT math.IT
MIMO Wiretap Channels with Arbitrarily Varying Eavesdropper Channel States
在这项工作中，一类信息理论的保密问题的窃听者的信道状态是完全未知的合法方。特别是，MIMO窃听信道模型被认为是窃听者的信道随时间任意变化。假设窃听者的天线数目有限，推导了MIMO窃听信道在强保密意义下的保密率，并证明了其在安全自由度上与其相反.证明了存在一个通用的编码方案，该方案可以保护机密消息不受窃听者所经历的任何信道状态序列的影响。由此得出结论，无论窃听者的位置或信道状态如何（可能有无限多个），安全通信都是可能的。此外，据观察，本设置呈现多终端窃听型信道的保密容量问题更容易处理的情况下，窃听者信道状态的全部或部分知识。为了证明这一观察，导出了高斯MIMO多址窃听信道（MIMO MAC-WT）和高斯MIMO广播窃听信道（MIMO BC-WT）的安全自由度区域，其中发射机和预期接收机具有相同数量的天线。
2010-07-27 cs.IT math.IT
Secure Polar Coding for the Two-Way Wiretap Channel
我们考虑的问题，极化编码的安全通信的双向窃听信道，其中两个合法的用户相互通信同时，而一个被动的窃听者偷听到他们交换的信号的组合。合法用户希望设计一个合作干扰码，使得他们的码字之间的干扰可以干扰窃听者。本文设计了一种极化编码协同干扰方案，在强保密准则下，实现了一般双向窃听信道的全保密率域。链接方法用于使极坐标索引正确对齐。两个合法用户之间共享所需的随机性被视为一个有限的资源，我们表明，它的速率可以忽略不计，通过增加块的长度和链接块的数量。针对窃听者信道相对于合法信道退化的特殊情况，提出了一种简化方案，该方案在单个传输块内同时保证可靠性和弱保密性。给出了二进制擦除信道情况下的一个例子来证明我们的方案的性能。
2017-06-22 cs.IT math.IT
Secure Nested Codes for Type II Wiretap Channels
研究了II型窃听信道的安全编码设计问题，其中主信道是无噪声的，窃听信道是一般的二进制输入无记忆输出信道。所提出的安全纠错码具有嵌套码结构。研究了两种适用于II型高斯窃听信道的安全嵌套编码方案。嵌套基于第一方案的良好码序列的陪集和第二方案的良好码序列的对偶的陪集。在每种情况下，相应的可实现的速率模糊度对导出的阈值行为的基础上的良好的代码序列。这两种安全编码方案共同建立了一个可实现的速率模糊域，几乎覆盖了本例研究中的保密容量模糊域。建议的安全编码方案扩展到II型二进制对称窃听信道。一个新的可实现的完美保密率，它改进了以前报告的结果由Thangaraj等人，这是针对这个频道的。
2007-06-26 cs.CR cs.IT math.IT
Semantic Security for Quantum Wiretap Channels
我们考虑通过经典量子和量子窃听信道的语义安全问题，并使用显式构造将非安全代码转换为语义安全代码，通过双正则不可约函数实现容量。有限区域中的显式参数可以从定理中提取。我们还推广了语义安全容量定理，该定理表明，一个强安全的代码保证一个语义安全的代码具有相同的保密率，任何量子信道，包括无限维和非高斯的。
2022-11-16 cs.IT math.IT quant-ph
Semantic Security on Wiretap Channels using Universal Hashing with Fading Applications
我们提供了一个程序的基础上的通用散列族（UHFs），可以将纠错编码方案（ECC）的速率$R$到一个语义安全的窃听编码方案的速率$R - ξ$，其中$ξ$是一个参数，从窃听者的点对点信道。这种转换被证明是多项式时间有效的块长度，并适用于任何通道。当选择ECC时，我们的过程诱导窃听编码方案，只要ECC也是这样，该方案是具体和有效的。为了证明这种诱导窃听编码方案是语义安全的，我们构造了泄露给窃听者的信息的界。我们的建设是一个升级的边界从最近的文献：这里的新颖性是，我们的泄漏边界举行的任何消息分布。事实上，我们的窃听程序使用UHFs和我们的表征其语义泄漏是这项工作的第一个主要贡献。这项工作的其他主要贡献如下。我们将上述程序应用于各种窃听渠道，以显示该程序的功效，并作为这样的应用程序的结果，我们的研究结果建立了新的可实现的语义安全率。
2019-03-21 cs.IT math.IT
Strong Converse for a Degraded Wiretap Channel via Active Hypothesis Testing
我们建立了一个上限的错误概率和保密参数为一个固定的公共反馈窃听信道的代码的速率。作为一个推论，我们得到了一个强大的逆的能力退化窃听信道与公共反馈。我们的逆证明是基于减少主动假设检验区分两个信道之间的编码窃听信道的反馈。
2014-10-02 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
Secure Degrees of Freedom of the Multiple Access Wiretap Channel with Multiple Antennas
我们考虑一个两用户多输入多输出（MIMO）多址窃听信道，每个发射机上都有$N$天线，合法接收机上有$N$天线，窃听者上有$K$天线。我们确定了最佳和安全自由度（s.d.o.f.）对于此模型，对于所有$N$和$K$值。我们将我们的问题细分为几个制度的基础上的值的$N$和$K$，并提供可实现的计划的基础上，真正的和矢量空间对齐技术的固定和衰落信道增益，分别。为了证明可实现的方案的最优性，我们提供匹配转换为每个政权。我们的研究结果表明窃听天线的数量如何影响最佳和s.d.o.f.多址窃听频道的
2016-04-12 cs.CR cs.IT math.IT
Optimal Signaling for Secure Communications over Gaussian MIMO Wiretap Channels
研究了总发射功率约束下高斯MIMO窃听信道的最优信令问题。当信道严重退化时，得到了最优发射协方差矩阵的封闭解。结合秩-1的解决方案，这提供了两个发射天线的情况下的最佳协方差的完整表征。考虑了弱窃听者和高信噪比的情况。结果表明，最佳协方差不收敛到一个缩放的身份在高信噪比制度。必要的最优性条件和严格的上界的最优协方差矩阵的秩建立的一般情况下，随着下界的保密能力，这是紧在一些情况下。
2016-10-31 cs.IT math.IT
Semantically Secure Lattice Codes for Compound MIMO Channels
我们考虑复合多输入多输出（MIMO）窃听信道，其中最小的信道状态信息在发射机（CSIT）的假设。码的构造给出了各向同性互信息的特殊情况下，作为一般情况下的保守策略。使用MIMO信道的平坦度因子，我们提出格码普遍实现复合MIMO窃听信道的保密能力，直到一个恒定的间隙（以nats测量），这是等于发射天线的数量。该方法从错误概率的角度改进了MIMO窃听信道保密编码的现有工作，并建立了信息理论安全（实际上是语义安全）。我们还给出了一个代数结构，以减少代码的设计复杂度，以及合法接收机的解码复杂度。由于数域和除法代数的代数结构，我们的复合MIMO窃听信道的代码构造可以减少到高斯窃听信道，直到一些额外的间隙保密容量。
2019-10-08 cs.IT math.IT
Secure multiplex coding to attain the channel capacity in wiretap channels
众所周知，如果编码率小于所谓的保密容量$C_S$，则可以在没有秘密密钥的情况下经由噪声信道安全地传输消息以对抗任何窃听器，所述保密容量$C_S$通常小于信道容量$C$。为了消除丢失的$C - C_S$，我们提出了一种多路复用编码方案与多个独立的消息。在本文中，它表明，建议的多路复用编码方案可以获得的信道容量的总速率的多个消息和完美的保密每个消息。通过推广Hayashi的证明，证明了编码定理，其中信道可分辨性的编码被应用于窃听信道。
2005-09-16 cs.CR cs.IT math.IT
Capacity of the State-Dependent Wiretap Channel: Secure Writing on Dirty Paper
在本文中，我们考虑的状态依赖窃听信道（SD-WC）。作为主要思想，我们模型的SD-WC作为认知干扰信道（CIC），其中主接收机作为一个窃听器的认知发射机的消息。从这个角度来看，SD-WC中的信道状态信息（CSI）在CIC中扮演着主用户消息的角色，可以在窃听者处解码。这一思想使我们能够使用CIC的主要可验证性方法，即。例如，GPC和叠加编码（SPC），以找到SD-WC的新的可实现的等效率。我们表明，这些方法满足的能力下的信道状态的速率的一些约束。类似于脏纸信道，将结果扩展到高斯情况，表明GPC导致高斯SD-WC的容量等于窃听信道的容量，而没有信道状态。因此，我们使用脏纸技术实现了高斯SD-WC的容量。此外，我们提出的方法提供了二进制SD-WC的能力。结果表明，二进制SD-WC的容量等于没有信道状态的二进制窃听信道的容量。
2016-05-18 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom of the Gaussian Wiretap Channel with Helpers and No Eavesdropper CSI: Blind Cooperative Jamming
我们考虑高斯窃听信道与M个帮手，没有窃听信道状态信息（CSI）是在合法的实体。确切的安全D.O.F.在[1]、[2]中发现了在发送端具有理想CSI的M个助手的高斯窃听信道的最大信道容量为M/（M+1）。[1]、[2]中的最佳可实现方案的关键成分之一是将合作干扰信号与窃听者处的信息符号对准以限制信息泄漏率。这需要在发射机处的完美窃听CSI。受文献[3]的启发，我们提出了一种新的可实现的方案，其中合作干扰信号跨越窃听者的整个空间，但不与信息符号精确对齐。我们表明，该计划实现了相同的安全d.o.f.的M/（M+1），但不需要任何窃听者CSI;发射机盲合作干扰窃听者。
2013-02-26 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Network Function Computation for Linear Functions -- Part I: Source Security
本文提出了有向无环网络上的安全网络函数计算。在这样的网络中，需要汇聚节点以零误差计算目标函数，该目标函数的输入在多个源节点处被生成为源消息，而窃听器（其可以访问给定窃听集合中的任何一个但不多于一个窃听集合）不被允许获得关于源消息的安全函数的任何信息。上述模型的安全计算能力被定义为在网络的一次使用中，在给定的窃听集合和安全函数的情况下，目标函数可以在汇聚节点处以零错误安全地计算的最大平均次数。这种能力的特征一般来说极其困难。在目前的文件中，我们考虑安全地计算线性函数与窃听谁可以窃听任何子集的边缘达到一定的大小r，称为安全级别，与安全功能的身份功能。我们首先证明了安全计算能力的一个上界，它适用于任意的网络拓扑结构和任意的安全级别。当安全级别r等于0时，我们的上界降低到不考虑安全的计算能力。我们发现了一个令人惊讶的事实，对于一些模型，有没有惩罚的安全计算能力相比，没有安全考虑的计算能力。我们进一步得到了一个等价的表达的上限，通过使用图论的方法，因此，我们开发了一个有效的方法来计算这个界限。此外，我们构造了一个线性函数计算安全网络码，并得到了安全计算能力的一个下界。
2022-07-14 cs.IT math.IT
Secure Joint Source-Channel Coding of Multimodal Semantic Sources
Institute for Communication Systems, University of Surrey（萨里大学通信系统研究所）
研究在噪声窃听信道上传输多模态语义源的安全联合源信道编码问题，建立了速率-失真-感知权衡的基本界限。
2026-10-14 cs.IT math.IT
Achieving both positive secrecy rates of the users in two-way wiretap channel by individual secrecy
研究了双向窃听信道的个体保密性，其中两个合法用户的消息分别保证对外部窃听者的安全。一方面，在某些通信场景中，联合保密不可能同时达到两个用户的正保密率。另一方面，个人保密性满足了许多实际通信系统的保密要求。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与个人保密。在确定性信道中，个体秘密的保密容量区域大于联合秘密的保密容量区域;其次，给出了一般双向窃听信道和两类特殊双向窃听信道的保密容量区域的外界，并通过二进制输入双向窃听信道和退化高斯双向窃听信道探讨了保密容量区域的内界和外界之间的差距。最重要的是，建立了异或信道和退化高斯双向窃听信道的保密容量域，并证明了退化高斯双向窃听信道在单独保密约束下的安全和速率严格大于联合保密约束下的安全和速率.
2017-07-19 cs.IT math.IT
Alphabet Size Reduction for Secure Network Coding: A Graph Theoretic Approach
我们考虑一个通信网络中存在窃听器谁可以访问一个子集的通道，称为窃听集，这是从一个给定的收集窃听集选择。窃听集的收集可以是任意的。安全网络编码是为了防止源信息泄露给窃听者。在安全网络编码中，所需的字母表大小是一个开放的问题，不仅在理论上的兴趣，而且具有实际意义，因为它是密切相关的实施，这种编码方案的计算复杂性和存储要求。在本文中，我们开发了一个系统的图论方法，提高蔡和杨的下界所需的字母表大小的存在安全的网络代码。由此得到的新的下界，它只依赖于网络拓扑结构和收集的窃听集，可以显着小于蔡和杨的下界。一个多项式时间算法设计的新的下界的有效计算。
2016-11-28 cs.DM cs.IT math.CO
Uncertain Wiretap Channels and Secure Estimation
ACCESS Linnaeus Centre, KTH Royal Institute of Technology（林奈 ACCESS 中心，皇家理工学院）
研究了存在不确定性的窃听信道，定义了零错误保密容量，并探讨了在动态系统存在非随机干扰时，如何通过不确定窃听信道实现安全估计。
2016-05-01 cs.IT cs.SY eess.SY
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
Secure Degrees of Freedom of the Gaussian Diamond-Wiretap Channel
在本文中，我们考虑高斯钻石窃听信道，其中包括一个正交的广播信道从源到两个中继和高斯快衰落多址窃听信道从两个中继到一个合法的目的地和窃听者。对于多址接入部分，我们考虑了完整的信道状态信息（CSI）的情况下，没有窃听者的CSI的情况下，在中继和合法的目的地。对于这两种情况，我们建立了确切的安全自由度和推广的结果多继电器。对于相反的部分，我们引入了一种新的技术，捕获消息速率和每个中继注入的个体随机性之间的权衡。在可扩展性部分中，我们展示了（i）如何在从源向广播组件中的中继发送消息符号和公共噪声符号之间取得平衡，以及（ii）如何在多址组件中的中继处组合人工噪声波束成形和噪声对准技术。在与完整的CSI的情况下，我们提出了一个方案，中继同时波束形成共同的噪声信号在零空间的合法目的地的信道，并将它们与窃听器的消息信号。在没有窃听者的CSI的情况下，我们提出了一个方案，有效地利用广播链路的消息和共同的噪声符号在源之间的计算。最后，我们的可扩展性和逆技术也可以适应高斯（非衰落）信道模型。
2015-12-19 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Secure Transmission in Wiretap Channels with Transmitter-Side Correlation
本文首次研究了发射端相关性对人工噪声辅助安全传输的影响，并在此基础上提出了一种新的用于增强物理层安全性的人工噪声功率分配策略。具体来说，我们设计了一个基于相关性的功率分配（CPA）的AN，其中的最优性方面实现最小的保密中断概率的分析证明在大系统政权的发射天线的数量接近无穷大。为了充分揭示CPA的好处，我们推导出易于评估的CPA实现的保密中断概率的表达式。我们的研究表明，CPA是接近最优的，显着优于广泛使用的均匀功率分配（UPA），即使是一个适度的小数目的相关发射天线。此外，我们的数值结果揭示了CPA和UPA之间的根本区别。也就是说，当相关发射天线的数量增加时，CPA的秘密中断概率总是减小，而UPA的秘密中断概率遭受饱和点。
2016-11-07 cs.IT math.IT
Finite State Multiple-Access Wiretap Channel with Delayed Feedback
最近，它已被证明，时变多址接入信道（MAC）与完美的信道状态信息（CSI）在接收机和延迟反馈CSI在发送端可以被建模为有限状态MAC（FS-MAC）与延迟状态反馈，其中信道的时变的特征在于由统计的基本状态过程。为了研究多用户无线通信系统中安全传输的基本极限，考虑外部窃听者，重新研究了具有延迟状态反馈的有限状态多址窃听信道（FS-MAC-WT）.本文的主要贡献是充分利用延迟信道输出反馈有助于增加具有延迟状态反馈的FS-MAC-WT的保密率区域，并通过退化高斯衰落的例子进一步说明了本文的结果。
2018-02-18 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
Constrained Secrecy Capacity of Finite-Input Intersymbol Interference Wiretap Channels
本文研究符号间干扰窃听信道的安全通信，推导无约束输入下的可达安全速率，并针对输入为有限阶马尔可夫链的约束情形提出基于代理函数的迭代优化算法，以高效逼近局部最优安全速率。
2023-04-12 cs.IT math.IT math.OC
Numerical Study on Secrecy Capacity and Code Length Dependence of the Performances in Optical Wiretap Channels
讨论了自由空间光链路实现信息理论保密通信和高传输速率的保密问题。在典型星地链路条件下，对基于开关键控调制的光窃听信道保密通信速率进行了数值研究。结果表明，在合理的退化条件下，窃听器，信息理论上安全的通信应该是可能的，在更宽的距离范围比量子密钥分配的范围限制，使地球静止轨道卫星和地面站之间的安全光链路与目前可用的技术。我们还提供了上界的解码错误概率和泄漏的信息，以估计一个必要的代码长度给定的性能水平。这一结果确保了一个合理的长度窃听信道码，我们提出的计划必须存在。
2015-09-14 cs.IT math.IT quant-ph
Secure Semantic Communication over Wiretap Channels: Rate-Distortion-Equivocation Tradeoff
University of Surrey（萨里大学）
研究窃听信道下语义源的安全通信，提出包含两个相关部分的信源模型，并推导率-失真- equivocation 区域的单字母可达和逆界。
2026-05-24 cs.IT math.IT
Joint Precoding and Artificial Noise Design for MU-MIMO Wiretap Channels
安全预编码叠加人工噪声（AN）是一种很有前途的传输技术，以提高安全性，通过利用无线介质的叠加性质。然而，在具有多个窃听者的下行链路多用户多输入多输出（MU-MIMO）窃听信道中，找到联合最优的预编码和AN结构是非常具有挑战性的。最大化保密率的主要挑战来自于率函数的非凸性和非光滑性。传统上，已经采用了识别波束成形向量和AN协方差矩阵的交替优化框架;然而这种交替方法在最大化保密率方面具有局限性。在本文中，我们提出了一种新的安全预编码算法，联合和同时优化的波束和AN协方差矩阵最大化的保密率时，发射机有窃听者的完美或部分信道知识。为此，我们首先在光滑函数中建立近似的保密率。然后，我们推导出一阶最优性条件的非线性特征值问题（NEP）的形式。我们提出了一种计算效率高的算法来确定NEP的主特征向量作为安全预编码的次优解决方案。仿真结果表明，与现有的安全预编码方法相比，所提出的方法显著提高了保密率。
2022-07-20 cs.IT math.IT
Performance Bounds on a Wiretap Network with Arbitrary Wiretap Sets
考虑由有向图$\mathcal{G}=(\mathcal{V},\mathcal{E})$表示的通信网络，其中$\mathcal{V}$是网络中的节点集合，而$\mathcal{E}$是网络中的点对点信道集合。在网络上传输安全消息$M$，并且可能存在想要获得关于该消息的信息的窃听者。在安全网络编码中，我们的目标是找到一个网络编码，可以保护消息免受窃听者的权力是有限的。Cai和Yeung \cite{cai2002secure}研究了一种模型，在该模型中，窃听者可以从所有可能的窃听集的集合$\mathcal{A}$中访问任何一个但不超过一个称为窃听集的信道集。为了保护消息，消息需要与随机密钥$K$混合。当$\mathcal{A}$由固定大小的$r$的$\mathcal{E}$的所有子集组成时，他们证明了严格的基本性能界限。然而，在这种特殊情况之外，获得这样的界限要困难得多。本文研究了当$\mathcal{A}$由$\mathcal{E}$的任意子集构成时的问题，得到了如下结果：1）关于$H(M)$的一个上界; 2）关于$H(K)$的一个关于$H(M)$的下界. $H(M)$的上界是显式的，而当$|\mathcal{A}|$固定时，$H(K)$的下界可以在多项式时间内计算。证明了该下界对于点对点通信系统的紧性。
2014-10-12 cs.IT math.IT
Algorithms for Globally-Optimal Secure Signaling over Gaussian MIMO Wiretap Channels Under Interference Constraints
在总发射功率约束（TPC）和干扰功率约束（IPC）的基础上，研究了多用户高斯MIMO窃听信道。提出了\textit{global}保密率最大化的算法。严格证明了它们收敛于保密容量，并建立了一些性质的分析。与已知的算法不同，所提出的算法不限于MISO的情况下，并被证明收敛到一个\textit{global}，而不是在一般的MIMO情况下的局部最优，即使当信道没有退化。在实践中，收敛是快速的，因为仅需要少量到中等数量的牛顿步骤来实现高精度水平。TPC和IPC的相互作用示出导致在一个不寻常的属性时，最大-最小问题的最佳点不提供最佳的传输协方差矩阵在某些（奇异）情况下。为了解决这个问题，一个算法来计算在这些奇异情况下的最佳发射协方差矩阵。结果表明，该算法还解决了双重（非凸）问题的\textit{globally}最小化的总发射功率的保密性和干扰的限制，它提供了最小的发射功率和相应的信令策略需要实现的保密能力，从而允许功率节省。
2020-07-26 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
Deep Learning for the Gaussian Wiretap Channel
利用神经网络和特别是自编码器的通信系统的端到端学习是一个新兴的研究方向，在过去的一年中得到了普及。在这种方法中，神经网络学习同时优化编码和解码功能，以建立可靠的消息传输。在本文中，这种思路扩展到通信场景中，窃听者必须进一步保持无知的通信。传输的保密性是通过利用基于交叉熵的修改的安全损失函数来实现的，交叉熵可以用最先进的机器学习库来实现。这种安全的损失函数的方法应用在高斯窃听通道设置，它示出的神经网络学习可靠的通信和信息保密之间的权衡聚类学习星座。结果，具有较高噪声的窃听者不再能够区分符号。
2019-03-11 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
LDPC-Based Code Hopping for Gaussian Wiretap Channel With Limited Feedback
提出了一种基于非系统低密度奇偶校验（LDPC）码的高斯窃听信道跳码（CodeHop）方案。与传统通信不同，在CodeHop方案中，合法接收者（Bob）在每个正确接收的源消息块上快速切换奇偶校验矩阵。给定认证的公共反馈信道，发送器的（Alice）奇偶校验矩阵也可以与接收器的同步。因此，一旦窃听者（Eve）错误地解码消息块，她可能无法跟踪后续奇偶校验矩阵的更新。因此，如果发送的消息块的数目足够大，则Eve的平均BER将非常接近于$0.5$。通过对Bob和Eve之间信道质量差异的度量，数值结果表明CodeHop方案在不牺牲Bob纠错性能的前提下，充分减小了安全间隙，从而优于其他方案.
2017-11-10 cs.IT math.IT
Design and Analysis of a Concatenated Code for Intersymbol Interference Wiretap Channels
Shahid Beheshti University（沙希德·贝赫什提大学）；McMaster University（麦克马斯特大学）
提出一种两阶段级联编码方案，结合LDPC码与网格码，在符号间干扰窃听信道上实现可靠安全通信，并优化度分布使信息泄露率上界趋于零。
2026-06-08 cs.IT math.IT
Reinforce Security: A Model-Free Approach Towards Secure Wiretap Coding
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Universität Siegen（锡根大学）
由于针对无线通信系统的一般编码和解码任务获得的令人印象深刻的结果，使用基于深度学习的技术来近似安全编码函数在无线通信中引起了相当大的兴趣。特别重要的是开发无模型技术，这些技术在不了解底层信道的情况下工作。这样的技术利用例如生成对抗网络来估计和建模条件信道分布、作为奖励函数的互信息估计、或强化学习。本文研究了强化学习方法，特别是基于神经网络的安全编码的无模型方法的策略梯度方法。先前开发的用于在编码过程中强制执行特定陪集结构的技术可以与最近的强化学习方法相结合。这种新的方法进行了评估，通过广泛的模拟，它表明，由此产生的解码性能的窃听者是在一定的错误水平上限。
2021-06-01 cs.IT cs.LG math.IT
Secure Joint Source-Channel Coding With Side Information
在这项工作中，传输一个独立同分布高斯源的独立同分布高斯窃听信道与独立同分布高斯边信息被认为是问题。假定预期接收器具有某个最小SNR，并且假定窃听者与预期接收器相比具有严格较低的SNR。其目标是最小化在预期接收器处的源重构的失真。在这项工作中，它表明，不像高斯窃听信道没有边信息，香农的源信道分离编码方案是不是最佳的意义上实现最小失真。在此基础上，提出了三种数模混合安全联合信源信道编码方案。第一种编码方案是基于Costa的脏纸编码方案和窃听信道编码方案时，模拟源没有明确量化。第二编码方案基于安全数字信号和混合数字-模拟信号的叠加。研究表明，对于在带边信息的高斯窃听信道上传输高斯信源的问题，存在无穷多个最优安全信源-信道编码方案。在第三编码方案中，量化信号和模拟误差信号被显式地叠加。它表明，该计划提供了一个最佳的安全联合信源信道信道编码方案与一个可变数量的binning无限的家庭。最后，在主信道信噪比失配的情况下，对所提出的安全数模混合方案进行了分析。证明了所提出的方案可以在SNR失配的情况下，随着SNR的变化，当实际SNR大于设计SNR时，
2010-08-02 cs.IT math.IT
The Wiretap Channel with Feedback: Encryption over the Channel
在这项工作中，噪声反馈在提高窃听信道的保密能力的关键作用。与以前的作品，其中一个无噪声的公共讨论信道用于反馈，前馈和反馈信号共享相同的噪声信道在本模型中。非常有趣的是，这种嘈杂的反馈模型被证明是更有利的，在当前的设置。更具体地说，首先考虑具有全双工目的节点的离散无记忆模加性信道，并且结果表明，明智地使用反馈增加了完美的保密能力，在没有窃听器的情况下，源-目的地信道的容量。在可验证性方案中，反馈信号对应于仅对目的地已知的私钥。在半双工方案中，提出了一种新的反馈技术，总是实现一个积极的完美的保密率（即使当源窃听信道是噪声小于源-目的地信道）。这些结果取决于信道的模加性属性，目的地利用该属性在信道上执行加密而不向源泄露其密钥。最后，将该方案推广到连续实值模$Λ$信道，证明了带反馈的完全保密容量也等于没有窃听器时的容量.
2007-04-18 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of the Wiretap Channel with Noisy Feedback
在这项工作中，噪声反馈的作用，提高窃听信道的保密能力进行了研究。一个模型被认为是前馈和反馈信号共享相同的噪声信道。更具体地说，一个离散的无记忆模块添加剂信道与全双工的目的节点被认为是第一，它示出了一个明智的使用反馈增加了完美的保密能力的源-目的地信道的能力，在没有窃听器。在可验证性方案中，反馈信号对应于仅对目的地已知的私钥。然后，半双工系统被认为是一种新的反馈技术，总是实现一个积极的完美的保密率（即使当源窃听信道是噪声小于源-目的地信道）的建议。这些结果取决于信道的模加性属性，目的地利用该属性在信道上执行加密而不向源泄露其密钥。
2007-10-03 cs.CR cs.IT math.IT
Multi-Access Coded Caching with Secure Delivery
多访问变量的编码缓存问题中存在的外部窃听器进行了研究。提出了一种由$K$用户、$K$缓存和$N$文件组成的多路访问编码缓存方案，其中每个用户以循环环绕的方式访问$L$相邻的缓存，该方案对窃听器是安全的.传统的不安全方案中的每个传输现在将由随机密钥加密。该方案使用了一种新的技术，在高速缓存中的关键位置。它还表明，所提出的安全多路访问编码缓存方案是一个恒定的乘法因子从信息理论的最优速率为$L\geq \frac{K}{2}$和$N\geq 2K$。
2021-05-12 cs.IT math.IT
