Secure Communications over Fading Channels
研究了衰落窃听信道，其中源到目的地信道和源到窃听器信道除了加性高斯噪声项之外还被乘性衰落增益系数破坏。假设信道状态信息在发射机和接收机处都是已知的。首先研究了具有独立子信道的并行窃听信道，作为衰落窃听信道的信息论模型。建立了并行窃听信道的保密容量。这个结果，然后专门给衰落窃听信道的保密能力，这是实现与源节点动态改变功率分配根据信道状态实现。最后给出了实现保密容量的最优源功率分配方案。
2007-08-20 cs.IT math.IT
A Compressed Sensing Wire-Tap Channel
研究了一种受压缩感知启发的乘性高斯窃听信道。上下限的保密能力的推导，并示出相对紧的大系统限制的一大类压缩传感矩阵。令人惊讶的是，它示出，该信道的保密容量几乎等于没有任何保密约束的能力，只要窃听者的信道是严格差于预期的接收器的信道。换句话说，窃听者几乎可以看到一切，但几乎什么也学不到。这种行为与许多通常研究的窃听信道形成鲜明对比，这是因为少量的线性投影可以在估计稀疏向量的能力方面产生至关重要的差异。
2011-05-13 cs.IT math.IT
On the Optimal Precoding for MIMO Gaussian Wire-Tap Channels
本文研究了多输入多输出（MIMO）窃听信道的保密率问题。发射机、合法接收机和窃听器都配备有多个天线。假设从发射机到合法用户和窃听者的信道状态在发射机处是已知的。在这方面的贡献，我们解决的问题，找到最佳的预编码器/传输协方差矩阵最大化的保密率给定窃听信道。问题的配方被证明是等价的凸函数规划问题的差异和解决这个问题的一个有效的算法。
2014-11-01 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of the Gaussian Wire-Tap Channel with Finite Complex Constellation Input
研究了当输入来自有限复星座时离散无记忆高斯抽头信道的保密容量。它示出了一个有限的星座图的保密容量曲线的SNR绘制，对于一个固定的窃听者的信道的噪声方差有一个内部点的全局最大值。这与在高斯码本输入的情况下已知的情况相反，在高斯码本输入的情况下，保密容量曲线是SNR的有界单调递增函数。给出了BPSK、4-QAM、16-QAM和8-PSK等常用星座的频谱容量曲线，并通过仿真得到了最大信噪比。证明了有限星座的保密容量曲线只有一个最大值。
2010-10-06 cs.IT math.IT
Towards Secure Two-Party Computation from the Wire-Tap Channel
我们介绍了一个新的协议，安全的两方计算的线性函数的半诚实模型，基于编码技术。我们首先建立了一个平行的第二版窃听信道模型和安全的两方计算。这导致我们的协议，结合了线性陪集编码和不经意传输技术。我们的建设需要使用二元相交码或$q$ -ary最小码，这也是本文研究。
2013-06-26 cs.CR cs.IT math.IT
The Gaussian Multiple Access Wire-Tap Channel
我们考虑高斯多址有线抽头信道（GMAC-WT）。在这种情况下，多个用户与预期的接收器进行通信，而智能且知情的窃听器在接收器处接收信号的降级版本。我们为这种多访问环境定义了合适的安全措施。使用根据高斯分布随机生成的码本，可实现的保密率区域使用叠加编码和TDMA编码方案确定。的保密和速率的上限推导，我们的编码方案，以实现和容量。数值结果表明，新的速率区域的高斯多址接入信道（GMAC）的容量区域相比，没有保密约束，量化的价格支付保密。
2008-03-31 cs.CR cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff for the Multiple-Antenna Wire-tap Channel
研究了短时功率约束下的衰落多天线（MIMO）窃听信道。定义了秘密分集增益和秘密复用增益。使用这些定义，秘密分集复用权衡（DMT）的计算分析没有发射机侧信道状态信息（CSI）和完整的CSI。当发送端没有CSI时，在高斯码本的假设下，证明了窃听者同时窃取了发送端和接收端的天线，秘密DMT依赖于剩余的自由度.当CSI在发射机（CSIT）处可用时，窃听者仅窃取发射机天线。这种对CSI可用性的依赖性不同于没有保密约束的DMT结果，其中在短期功率约束下，对于发射机处的无CSI和全CSI，DMT保持相同。当CSIT可用时，示出迫零型方案以实现秘密DMT。
2010-12-10 cs.IT math.IT
The Gaussian Multiple Access Wire-Tap Channel with Collective Secrecy Constraints
我们考虑高斯多址有线抽头信道（GMAC-WT）。在这种情况下，多个用户与预期的接收器进行通信，而智能且知情的窃听器在接收器处接收信号的降级版本。我们定义了一个合适的安全措施，这种多访问环境。我们推导出一个外边界的速率区域，使保密到一定程度可以保持。我们还发现，使用高斯码本，一个可实现的这样的保密区域。高斯码字被示出以实现总和容量外界，并且可实现区域与高斯码字的外界一致，给出输入被约束为高斯时的容量区域。我们提出的数值结果显示新的速率区域，并将其与高斯多址接入信道（GMAC）没有保密约束。
2006-05-06 cs.CR cs.IT math.IT
An Improved Feedback Coding Scheme for the Wire-tap Channel
窃听信道模型是物理层安全的重要组成部分。具有无噪声反馈的窃听信道（WTC-NF）特别有趣，因为它显示了当私人反馈可用时可以做什么。现有的基于秘密密钥的反馈编码方案集中于从反馈中产生密钥并使用该密钥来保护部分传输消息。它已被证明，这种基于秘密密钥的反馈编码方案是最佳的退化的WTC-NF，并找到一个最佳的反馈方案，一般的WTC-NF激励我们利用其他用途的反馈。本文提出了一种新的反馈编码方案，该方案中的反馈不仅用于生成密钥，而且还用于生成帮助信息，帮助合法参与者改善他们之间的通信。我们表明，所提出的新的反馈方案的性能优于已经存在的一个，并给出了一个二元的例子，以进一步解释本文的结果。
2018-04-25 cs.IT math.IT
The Gaussian multiple access wire-tap channel: wireless secrecy and cooperative jamming
我们考虑一般高斯多址有线抽头信道（GGMAC-WT）。在这种情况下，多个用户在存在智能且知情的窃听者的情况下与预期接收器通信。我们定义了两个合适的保密措施，称为个人和集体，以反映在这个多路访问环境的系统的信心。我们确定可实现的速率，使得可以保持一定程度的保密性，使用高斯码本。我们还发现外边界的情况下，当窃听者收到的预期接收器的信号的降级版本。在退化的情况下，高斯码字，以实现集体约束的总和容量。此外，TDMA方案也实现了两组约束的总和容量。数值结果表明，新的速率区域，并与高斯多址接入信道（GMAC）的容量区域没有保密约束。然后，我们发现的秘密和速率最大化的发射机的功率分配，并表明，合作干扰方案可以用来提高可实现的速率在这种情况下。
2007-02-09 cs.CR cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for OFDM-Based Wire-Tap Channels with Arbitrarily Distributed Inputs
在本文中，我们研究的功率分配，最大化的保密率的正交频分复用（OFDM）系统在任意分布的输入。考虑到通常假设的高斯输入是不现实的，我们专注于保密系统与更实际的离散分布式输入，如PSK，QAM等，而高斯分布的输入实现的保密率是凹的发射功率，我们已经发现并严格证明，保密率是非凹下的任何离散输入。因此，传统的凸优化方法不再适用。为了解决这个非凹功率分配问题，我们提出了一个有效的算法。其与最优性的差距以$O(1/\sqrt{N})$的速率渐近地消失，并且其复杂度以O（N）的数量级增长，其中$N$是子载波的数量。数值结果说明了所提出的算法的有效性。
2011-08-14 cs.IT math.IT
Non-Malleable Codes from the Wire-Tap Channel
最近，Dziembowski等人引入了不可延展码（NMC）的概念，其灵感来自密码学中的不可延展性概念和Gennaro等人在2004年关于防篡改安全性的工作。非正式地，当使用NMC时，如果攻击者修改码字，则解码此修改的码字将返回原始消息或完全无关的值。NMC的定义与授权给攻击者的一系列修改有关。在他们的论文中，Dziembowski等人提出了一种对所有位独立函数族有效的构造。在这篇文章中，我们研究了由Ozarow和Wyner在1984年引入的第二版Wire-Tap（WT）信道与NMC之间的联系。使用陪集编码，我们描述了一个新的建设NMC w.r.t.按位独立函数族的子集。我们的计划是更容易建立和更有效的比Dziembowski等人提出的。
2011-05-19 cs.CR cs.IT math.IT
The General Gaussian Multiple Access and Two-Way Wire-Tap Channels: Achievable Rates and Cooperative Jamming
考虑了一般高斯多址有线抽头信道（GGMAC-WT）和高斯双向有线抽头信道（GTW-WT）。在GGMAC-WT中，多个用户在存在通过另一个GMAC接收其信号的窃听者的情况下与预期接收器通信。在GTW-WT中，两个用户通过共同的高斯信道相互通信，窃听者通过GMAC进行监听。定义了适合于这种多终端环境的保密措施，并为两个信道找到了可实现的保密率区域。对于这两种情况下，最大化可实现的保密和速率的功率分配确定。可以看出，最优策略可以阻止某些终端的传输，以保持系统的保密性。受此启发，提出了一种新的方案，\ital{cooperative jamming}，其中用户谁被阻止发送根据保密和速率最大化功率分配策略“干扰”窃听者，从而帮助其余的用户。该方案提高了可实现的保密和速率。总体而言，我们的研究结果表明，在多址接入的情况下，用户可以互相帮助，共同实现积极的保密率。换句话说，用户之间的合作对于实现系统的保密性是非常宝贵的。
2008-01-25 cs.CR cs.IT math.IT
Achievable Rates for the General Gaussian Multiple Access Wire-Tap Channel with Collective Secrecy
我们考虑一般高斯多址有线抽头信道（GGMAC-WT）。在这种情况下，多个用户与预期的接收器进行通信时，存在一个智能和知情的窃听者，他与预期的接收器一样有能力，但具有不同的信道参数。我们的目标是在这种多路访问环境中为发射机提供完美的保密性。利用高斯码本，确定了一个可达保密区域，并找到了使可达和速率最大化的功率分配，给出了数值结果。它示出的信道的多址接入的性质可以被利用，以允许零单用户保密能力的用户能够在完美的保密传输。此外，一个新的合作计划，可能会增加可实现的和速率。在该方案中，一个不发送以最大化总速率的用户可以帮助另一个（i）具有正保密容量的用户提高其速率，或者（ii）具有零保密容量的用户实现正保密容量。
2006-12-18 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom for the MIMO Wire-tap Channel with a Multi-antenna Cooperative Jammer
研究了多天线协作干扰下的多天线窃听信道。特别地，安全自由度（s.d.o.f.）利用发射机处的$N_t$天线、合法接收机处的$N_r$天线以及窃听者处的$N_e$天线，针对协作干扰机处的天线数量$N_c$的所有可能值，建立该信道的所有可能值。在确定结果时，需要分别考虑$N_c$的几个不同范围。这些范围的$N_c$的下限和上限推导，并示出是紧的。所开发的可扩展性技术依赖于各种信令、波束成形和对准技术，这些技术根据每个终端处的天线的（相对）数量以及s.d.o.f.是整数值。具体而言，它表明，无论何时s.d.o.f.是整数值，用于传输和协作干扰的高斯信令、在发射机和协作干扰机处的线性预编码以及在合法接收机处的线性处理足以实现s.d.o.f.的渠道。相比之下，当s.d.o.f.不是整数，可实现的方案需要依赖于发射机和协作干扰机处的结构化信令，以及联合信号空间和信号尺度对准。通过结合允许发射机和合作干扰机之间充分合作的上界与利用保密性和可靠性约束的另一个上界来建立逆。
2015-12-22 cs.IT math.IT
Coding with Scrambling, Concatenation, and HARQ for the AWGN Wire-Tap Channel: A Security Gap Analysis
本研究探讨使用非系统性通道码，以获得安全的传输加性高斯白噪声（AWGN）窃听通道。与以往的方法不同，我们提出通过对信息比特进行加扰来实现非系统编码传输，并通过理论论证和数值模拟来表征加扰传输的比特出错率。我们已经集中在Bose-Chaudhuri-Hocquenghem（BCH）和低密度奇偶校验（LDPC）码的一些例子来估计的安全间隙，我们已经使用作为物理层安全性的措施，除了比特出错率。基于一些数值例子，我们发现，这样的传输技术可以优于替代的解决方案。事实上，当窃听者（Eve）的信道比授权用户（Bob）的信道差时，达到给定安全级别所需的安全间隙非常小。通过在帧块上而不是在单个帧上实现加扰和解扰操作，可以进一步减少实现足够安全性所需的Eve信道相对于Bob信道的降级量。虽然夏娃的信道具有等于或优于鲍勃的信道的质量，我们已经表明，使用混合自动重传请求（HARQ）协议与认证仍然允许实现足够的安全级别。最后，用窃听者对消息的含糊率来衡量一些实际方案的保密性能，并与理想码的保密性能进行比较。
2013-08-29 cs.IT math.IT
A Unifying Framework for Local Throughput in Wireless Networks
随着电磁频谱竞争的加剧，表征干扰对无线网络性能的影响非常重要，传统上通过其吞吐量来衡量。本文提出了一个统一的框架，在无线网络中的本地吞吐量的特点。我们首先从连通性的角度分析了探测链路的吞吐量，其中，如果数据包不与来自其范围内的节点（称为可听包）的其他数据包发生冲突，则数据包被成功接收。然后，我们从信号与干扰加噪声比（SINR）的角度来表征吞吐量，其中，如果SINR超过某个阈值，则成功接收到分组，考虑到网络中所有发射节点的干扰。我们的主要贡献是推广和统一分散在文献中的各种结果。特别地，所提出的框架包括任意无线传播效应（例如，Nakagami-m衰落、Rician衰落或对数正态阴影）以及任意业务模式（例如，时隙同步、时隙异步或指数到达间隔业务），从而允许我们得出比先前在文献中可用的更一般的关于网络性能的结论。
2010-07-16 cs.IT cs.NI math.IT
Applications of LDPC Codes to the Wiretap Channel
随着量子密钥分发（QKD）系统的出现，现在可以实现加密密钥的分发的完美（即信息理论）安全性。QKD系统和类似的协议使用经典的纠错码来进行纠错（使诚实的一方纠正错误）和隐私放大（使窃听者完全无知）。从编码的角度来看，与这种设置相对应的一个很好的模型是Wyner在1975年引入的窃听信道。本文研究了抽头信道的基本极限和编码方法。我们提供了另一种观点的证明窃听信道的保密能力，并显示如何实现代码的能力可以用来实现任何窃听信道的保密能力。我们还考虑了二进制擦除信道和二进制对称信道的窃听信道的特殊情况，并提出了具体的实用代码。在某些情况下，我们的设计实现了保密能力，在其他情况下，代码提供的安全率低于保密能力。对于一个无噪声的主信道和二进制擦除信道的特殊情况下，我们考虑编码器和解码器的设计实现秘密的窃听信道上的代码，我们表明，它是可能的构造线性时间可解码的保密码的基础上LDPC码，实现保密。
2007-01-29 cs.CR cs.IT math.IT
Relative generalized matrix weights of matrix codes for universal security on wire-tap networks
基于线性网络编码的网络安全性已经得到了广泛的研究。然而，用于此目的的先前线性码和码对在比网络上使用的域更大的域上是线性的，这限制了最佳通用安全码的可能分组长度，不允许应用已知的列表可解码的秩度量码，并且需要在大的域上执行操作。在这项工作中，我们引入了新的参数（相对广义矩阵权重和相对维数/秩支持配置文件）的代码对，在网络中使用的字段是线性的，并表明他们衡量这些代码对的通用安全性能。对于单码和非方阵，广义矩阵权与已有的Delsarte广义权一致，从而证明了后者与安全网络编码之间的联系。作为主要应用，建议的新参数使我们能够：1）对于所有可能的分组长度，特别是对于之前未考虑的分组长度，在无噪声网络上获得最佳通用安全线性码，2）基于Guruswami等人的最近构造，获得具有多项式大小的列表的第一通用安全列表可解码的秩度量码对，3）得到了线性码安全等价的新刻画。最后，我们表明，我们的参数扩展相对广义汉明重量和相对尺寸/长度配置文件，分别和相对广义秩重量和相对尺寸/交叉配置文件，分别。
2017-08-25 cs.IT math.IT
SPARLS: A Low Complexity Recursive $\mathcal{L}_1$-Regularized Least Squares Algorithm
我们开发了一种递归$\mathcal{L}_1$ -正则化最小二乘（SPARLS）算法，用于估计自适应滤波设置中的稀疏抽头权重向量。SPARLS算法利用抽头权重向量输出流的噪声观测，并使用期望最大化类型算法来产生其估计。在信道估计的背景下，采用多径无线信道的仿真研究表明，SPARLS算法有显着的改善，比传统的广泛使用的递归最小二乘（RLS）算法，在均方误差（MSE）和计算复杂性。
2009-01-06 cs.IT math.IT
Modular Neural Wiretap Codes for Fading Channels
Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Linköping University（林雪平大学）
针对无CSI多抽头衰落窃听信道，提出并实验表征一种深度学习有限分组长度模块化窃听码，评估错误、泄露与疑义率，并分析抽头数、衰落方差及哈希安全层种子的影响。
2025-03-18 cs.CR cs.IT cs.LG
Flags of almost affine codes
我们描述了一个两方窃听信道的类型II的框架中几乎仿射码。它的密码学性能与几乎仿射码对的某些相对轮廓有关。这些配置文件是在线性情况下的相对广义汉明重量的类似物。
2017-04-10 cs.IT math.IT
Low-Complexity Adaptive Channel Estimation over Multipath Rayleigh Fading Non-Stationary Channels Under CFO
本文针对存在瑞利衰落、载波频偏和随机信道变化的移动无线信道，提出了一种新的低复杂度自适应信道估计技术。我们发现，估计的信道抽头权重向量的选择性部分更新提供了一个更好的性能和计算复杂性之间的权衡，相比，估计的信道抽头权重向量的完全更新。我们评估了所提出的方法的均方加权误差，并通过仿真研究证明了其有效性。
2011-06-04 cs.IT math.IT
Universal secure rank-metric coding schemes with optimal communication overheads
我们研究的问题，减少通信开销从嘈杂的窃听信道或存储系统中的数据被编码为一个矩阵，当更多的列（或其线性组合）可用。我们提出了它的应用程序，以减少通信开销的通用安全线性网络编码和安全的分布式存储与交叉错误和擦除，并在存在一个窃听器。我们的主要贡献是一种方法来转换编码方案的基础上线性秩度量码，具有一定的属性，以计划较低的通信开销。通过将该方法应用于Gabidulin码对，当$ n \leq m $分别为$ n $和$ m $为列数和行数时，我们得到了具有最优信息率和最优秩纠错能力的编码方案，并且具有普遍最优的通信开销.此外，我们的方法可以适用于其他家庭的最大秩距离码时，$ n > m $。该方法的缺点通常是扩展了数据包的长度，但在一些实际情况下是免费的。
2017-08-25 cs.IT math.IT
Generalized rank weights of reducible codes, optimal cases and related properties
为了密码学的目的，引入了秩度量的可约码。它们具有快速的编码和解码算法，包括最大秩距离（MRD）码，并且可以纠正超过其最小秩距离的一半的许多秩错误，这使得它们适合于网络编码中的纠错。本文研究了它们作为陪集编码方案应用时针对网络信息泄露的安全行为，给出了以下主要结果：1）给出了广义秩权的上下界，它度量了最坏情况下对窃听者的信息泄漏; 2）找到了新的参数，使得这些码是MRD码（这意味着他们的第一个GRW是最优的），并使用以前的界限来估计他们的更高的GRW，3）我们表明，所有线性（在扩展域上）其GRW对于固定分组和码大小都是最优的但长度变化的码是直到秩等价的可约码，4）我们证明了当使用可约码时，泄露给窃听者的信息往往比它们的GRW（在某些情况下是最优的）给出的最坏情况要少得多。我们得出了一些次要的相关性质：秩等价于线性码的乘积的条件，秩退化的条件，对偶性质和MRD秩。
2017-08-04 cs.IT math.IT
Generalized Hamming weights of three classes of linear codes
自从Wei首次用广义Hamming重量来刻画线性码在II型窃听信道上的密码学性能以来，线性码的广义Hamming重量得到了广泛的研究。本文研究了通过定义集合构造的三类线性码的广义Hamming重量，并在某些情况下部分地确定了它们的广义Hamming重量。特别地，在半原始情况下，我们解决了Yang等人（IEEE Trans. Inf. Theory 61（9）：4905- 4913，2015）中遗留的问题。
2017-02-12 cs.IT math.IT
A Semiclassical Proof of Duality Between the Classical BSC and the Quantum PSC
在2018年，Renes [IEEE Trans. Inf. Theory，第64卷，第1期，第111页]。577-592（2018）]（arXiv：1701.05583）发展了经典输入量子输出（CQ）通道的通道对偶性的一般理论。该结果表明，一些著名的二元擦除信道上的线性码的对偶结果可以扩展到一般的经典信道，但代价是使用本质上是量子力学的对偶问题。这种二元性的一个特殊情况是纠错编码（分别为窃听保密性）和用于窃听保密性的编码（分别纠错）。虽然这一结果对经典编码有重要意义，但对于没有强大量子信息论背景的研究人员来说，一般对偶结果背后的机制是相当具有挑战性的。在这项工作中，我们利用先前的结果对PSC的线性码给出了一个替代推导上述特殊情况下，通过计算性能指标的封闭形式的表达式。指出以前的结果包括最优性的平方根测量（SRM）的线性码上的PSC和傅立叶对偶的线性码。我们还表明，SRM形成了一个次优的测量信道编码上的BSC（当解释为一个CQ问题）和秘密通信上的PSC。我们的证明只需要线性代数和基本群论，虽然为了方便我们使用量子狄拉克符号。
2021-03-16 cs.IT math.IT quant-ph
