Closed Form Secrecy Capacity of MIMO Wiretap Channels with Two Transmit Antennas
高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道模型。输入端是一个双天线发射器，而输出端是合法的接收器和窃听器，两者都配备了多个天线。假设所有信道都是已知的。在功率约束条件下，得到了满足保密容量的最优输入协方差矩阵，并给出了保密容量的封闭表达式。
2011-07-27 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of Two-Hop Relay Assisted Wiretap Channels
近年来，增强物理层特性以确保通信安全受到了相当大的关注。此外，与网络的一些节点的合作可以提供多天线系统的好处，增加了这样的信道的保密容量。在本文中，我们考虑合作窃听信道的放大和转发（AF）中继的帮助下，从源传输机密信息到合法的接收器中存在的窃听者。在这方面，AF依赖的保密能力推导出，假设中继是受峰值功率约束。为此，通过求解一个非凸优化问题来评估高斯输入下可实现的保密率。然后，证明了任何大于该保密率的速率都是不可实现的。为了做到这一点，一个天才的辅助信道的能力作为一个上界的基础信道的保密能力的推导，显示这个上界是等于高斯输入的计算可达到的保密率。相应地，相应的保密能力相比，解码和转发（DF）的战略，这是作为基准，在目前的工作。
2013-01-08 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity over Correlated Ergodic Fading Channel
研究了主信道与窃听者信道相关的各态历经衰落窃听信道的保密容量。在这项研究中，完整的信道状态信息（CSI）的假设，因此，发射机知道的信道增益的合法接收机和窃听。通过分析所得的保密容量，我们量化的损失的保密容量由于相关性。此外，我们还研究了当信噪比（SNR）趋于无穷大时保密容量的渐近行为。普通衰落信道的容量随信噪比的增加而增加。相反，保密容量收敛到一个极限，该极限可以是衰落窃听信道上保密容量的上界。我们找到了一个封闭形式的上限相关瑞利窃听信道，其中也包括独立的情况下，作为一个特殊的。我们的工作表明，上界仅由两个信道参数确定;相关系数和主窃听信道增益的比率，分别称为PCC和CGR。通过分析信道参数对保密容量的影响，得出结论：过大的信号功率对保密容量没有任何好处，在低CGR体制下，相关性带来的损失尤为严重。
2008-09-30 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity for a 3-Receiver Broadcast Channel with Degraded Message Sets
由于存在一些错误，本文已被作者撤回。
2009-06-11 cs.IT math.IT
On Secrecy Capacity of Minimum Storage Regenerating Codes
在本文中，我们重新审视的问题，表征的最小存储再生（MSR）码的保密能力下的被动$(l_1,l_2)$窃听模型，窃听者可以访问存储在$l_1$节点和修复数据的额外的$l_2$节点。我们从信息论的角度来研究它。首先，给出了MSR码的一些一般性质以及一个简单且普遍适用的保密容量上界。其次，引入了\emph{stable} MSR码的概念，证明了其稳定性与保密容量密切相关。最后，给出了线性MSR码的保密容量的一个全面而明确的结果，推广了文献中的所有相关工作，并对一些未知的线性MSR码给出了一定的结果.
2016-08-08 cs.IT math.IT
Extensions on `A Convex Scheme for the Secrecy Capacity of a MIMO Wiretap Channel with a Single Antenna Eavesdropper'
物理层安全性的一个关键度量是保密容量。这是一个系统在完全保密的情况下可以传输的最大速率。对于多输入多输出（MIMO）系统（5G、6G及更高版本的较新技术），保密能力尚未完全了解。对于高斯MIMO信道，保密容量是一个非凸优化问题，一般的解决方案是不可用的。作者以前的工作表明，具有单个窃听天线的MIMO系统的保密容量是凹到一个截止点。在这项工作中，它扩展了以前的文件，结果给出了该区域以外的截止点。它示出，对于某些参数，所提出的方案是凹到一个点，凸超越它，因此可以有效地解决使用现有的凸优化软件。
2022-09-30 cs.IT math.IT
Towards the Secrecy Capacity of the Gaussian MIMO Wire-tap Channel: The 2-2-1 Channel
我们发现的2-2-1高斯MIMO窃听信道，其中包括一个发射机和一个接收机与两个天线，和一个窃听器与一个单一的天线。我们确定这个通道的保密能力，提出一个可实现的计划，然后开发一个紧的上限，满足建议的可实现的保密率。我们表明，对于这个通道，高斯信号的波束形成的形式是最佳的，没有预处理的信息是必要的。
2007-09-21 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity of Gaussian MIMO Channels with Finite Memory - Full Version
在这项工作中，我们研究了保密能力的高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道（WTC）与有限的内存，受到每个符号的平均功率约束的MIMO信道输入。具有有限存储器的MIMO信道在无线通信以及有线通信（例如，在电力线上的通信中）。为了推导有限记忆高斯MIMO WTC的保密容量，我们首先构造了一个渐近等价的块无记忆MIMO WTC，然后将其变换为一组频域上的并行、独立、无记忆MIMO WTC.有限记忆高斯MIMO WTC的保密容量被获得为并行独立无记忆MIMO WTC集合的保密容量，并且被表示为频域中输入协方差矩阵的最大化。最后，我们详细介绍了我们的结果的两个应用：第一，我们证明了有限内存的高斯标量WTC的保密容量可以通过注水来实现，并获得了这种保密容量的封闭形式的表达式。然后，我们使用我们的结果来表征窄带电力线信道的保密能力，从而解决了这个信道模型的主要开放问题之一。
2017-01-23 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity of Cost-Constrained Wiretap Channels
在许多信息论信道编码问题中，向操作设置添加输入成本约束相当于限制容量公式中的优化域。本文表明，在一般的信念相反，这样一个简单的修改不适用于成本约束（CC）窃听信道（WTC）。无成本约束的离散无记忆WTC的安全容量由一个辅助随机变量描述。然而，对于CC DM-WTC，我们表明，两个辅助设备是必要的，以实现容量。具体地说，我们首先推导出的安全容量公式，证明直接部分通过叠加编码。然后，我们提供了一个例子的CC DM-WTC的secondary容量不能使用一个单一的辅助实现。这确立了叠加编码在CC WTC上的基本作用。
2020-12-26 cs.IT math.IT
Characterization of the Arithmetic Complexity of the Secrecy Capacity of Fast-Fading Gaussian Channels
本文从算法视角证明快衰落高斯窃听信道的保密容量在某些可计算分布下不可计算，并揭示其算术层级分类中缺乏可计算可达性与逆界。
2025-01-20 cs.IT math.IT
Average Secrecy Capacity of Free-Space Optical Communication Systems with On-Off Keying Modulation and Threshold Detection
本文研究了自由空间光（FSO）链路中的安全通信问题。特别是，我们研究了平均保密能力的应用物理层安全，以实现安全的FSO通信系统中的二进制电平开关键控强度调制和阈值检测，广泛使用的系统在FSO通信。我们首先定义了我们的系统的瞬时保密容量，然后提供了一个下界，这是基于一个简单的设计原则，为实际应用，并产生一个更简单的方程。接下来，我们推导出平均保密容量的一般表达式和相应的下界的基础上的比特错误概率。最后，对相关对数正态衰落模型的特殊情况进行了数值分析，分析了衰落和信道相关性对平均保密容量的影响。
2016-01-24 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of Block Fading Channels with a Hybrid Adversary
我们考虑一个块衰落窃听信道，其中发射机试图安全地发送消息到接收机中存在的混合半双工对手，任意决定要么堵塞或窃听的发射机到接收机的信道。我们提供了各种可能性的接收器反馈的保密能力的界限，并显示特殊情况下，界限是紧的。我们表明，没有任何反馈，从接收机，保密容量为零，如果发射机到对手的信道随机主导的有效发射机到接收机的信道。然而，保密容量是非零的，即使当接收器被允许在每个块的末尾仅反馈一个比特时。我们新的可实现策略提高了文献中提出的非混合对抗模型的速率。我们还分析了多个对手和延迟约束对保密能力的影响。我们表明，我们的新的分时方法导致积极的保密率，即使在严格的延迟限制。
2013-11-30 cs.IT math.IT
Scalar Gaussian Wiretap Channel: Properties of the Support Size of the Secrecy-Capacity-Achieving Distribution
本文研究了在输入信号具有幅度约束的标量高斯窃听信道的保密容量。已知对于该信道，获得安全容量的分布是离散的，具有200个点。这项工作改进了这样的结果，示出了一个上界的顺序$\frac{\mathsf{A}}{σ_1^2}$，其中$\mathsf{A}$是幅度约束和$σ_1^2$是高斯噪声的方差在合法的信道。
2021-09-03 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of Fading Channels
我们考虑在存在窃听者的情况下，信息在遍历衰落信道上的安全传输。我们的窃听器可以被看作是怀纳窃听器的无线版本。这种系统的保密能力的特点下的假设渐近长的相干间隔。我们首先考虑完整的信道状态信息（CSI）的情况下，发射机有机会获得合法的接收机和窃听者的信道增益。当在发射机处仅知道合法接收机的CSI时，在该完全CSI假设下的保密容量用作保密容量的上限，这在下面被表征。在每种情况下，完美的保密容量，以及最佳的功率和速率分配策略。然后，我们提出了一个低复杂度的开/关功率分配策略，实现接近最佳的性能，只有主信道CSI。更具体地说，该方案被证明是渐近最优的平均信噪比趋于无穷大，有趣的是，在完整的CSI假设下，达到保密容量。值得注意的是，我们的研究结果揭示了衰落对保密能力的积极影响，并建立了基于主信道CSI的速率自适应的关键作用，以促进慢衰落信道上的安全通信。
2006-10-17 cs.IT math.IT
On the Relationship Between the Multi-antenna Secrecy Communications and Cognitive Radio Communications
研究了多个窃听者使用单天线或多天线时多天线或多输入多输出（MIMO）保密信道的容量。已知的是，MIMO保密容量是可实现的最佳传输协方差矩阵，最大化的秘密用户和窃听者的信道互信息之间的最小差异。因此，MIMO保密容量计算可以被公式化为非凸的最大-最小问题，这不能通过标准的凸优化技术有效地解决。为了处理这个困难，我们探索MIMO保密信道和最近开发的MIMO认知无线电（CR）信道之间的关系，其中多天线次用户在同一频谱上同时与多个主用户进行传输，受到主用户处的接收干扰功率约束，或者所谓的“干扰温度（ITF）”约束。通过构造一个辅助CR MIMO信道，具有相同的信道响应的MIMO保密信道，我们证明了最佳的传输协方差矩阵，以实现保密容量是相同的，以实现CR频谱共享容量与适当选择的IT约束。基于这种关系，提出了几种算法来解决非凸保密容量计算问题，将其转化为一系列凸的CR频谱共享容量计算问题。对于单天线窃听者的情况，该算法得到了MIMO保密信道的精确容量;对于多天线窃听者的情况，该算法得到了MIMO保密信道容量的上界和下界。
2009-01-30 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity Region of Binary and Gaussian Multiple Access Channels
研究了一个具有一个秘密消息集的广义多址信道（GMAC），其中两个用户（用户1和2）试图向目的地发送公共信息，并且用户1也有要发送给目的地的秘密信息。此外，用户1希望对用户2尽可能地保密其机密信息。首先研究了确定性GMAC，得到了其容量模糊域和保密容量域。然后研究了两类主要的GMAC：二进制GMAC和高斯GMAC。对于这两个信道，建立容量模糊区域和保密容量区域。
2007-08-20 cs.IT math.IT
A Note on the Secrecy Capacity of the Multi-antenna Wiretap Channel
最近，Khisti和Wornell [1]使用类似Sato的论证来表征多天线窃听信道的保密容量。本说明提出了一种使用通道增强参数的替代表征。这种表征依赖于最近在多天线广播信道的背景下证明的极值熵不等式，并且直接建立在关于在这种通信场景中的最佳传输策略的物理直觉上。
2007-10-22 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity of Compound Gaussian MIMO Wiretap Channels
研究了复合窃听信道的强保密容量。在强保密准则下，将离散字母表下复合有限状态无记忆信道保密容量的已知下界推广到任意不确定集和连续字母表.给出了这些界是紧界的条件。在鞍点条件下，证明了复合保密容量等于最坏信道的复合保密容量。在此基础上，研究了在谱范数约束下，不考虑衰落假设的复合高斯MIMO窃听信道。首先，假设只有窃听者信道是未知的，但已知具有有界谱范数（最大信道增益）。以封闭形式建立了复合保密容量，并确定了最优信令：复合容量等于最坏情况下的信道容量，从而建立了鞍点性质;最优信令是高斯的，并且在合法信道的特征向量上，最坏情况下的窃听者是各向同性的。本征模式的功率分配有点类似于标准的注水，但并不完全相同it. More一般的不确定性集被认为是一个最大的元素的存在被证明是足够的鞍点存在，使信令在最坏情况下的信道实现的复合容量的整个类的信道。考虑了等级受限窃听者的情况，建立了相应的复合保密容量。随后，在合法信道的情况下，除了未知的窃听者信道，添加剂的不确定性进行了研究。其复合保密容量和最优信令也建立在一个封闭的形式，揭示了相同的鞍点性质。
2015-09-07 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of a MIMO Gaussian Wiretap Channel with a Cooperative Jammer
本文研究了一个具有信源、合法接收者、窃听者和外部助手的助手辅助高斯窃听信道的保密容量，其中每个终端都配备有多个天线。在这种情况下，确定的保密能力通常需要解决一个非凸的保密率最大化（SRM）的问题。为了解决这个问题，我们首先将原来的SRM问题转化为一系列凸子问题。对于单天线合法接收机的特殊情况，我们通过凸优化和一维搜索相结合的方法得到了保密容量，而对于多天线合法接收机的一般情况，我们提出了一种迭代求解方法.为了更深入地了解如何帮助辅助高斯窃听信道的保密能力的行为，我们研究了可实现的安全自由度（s.d.o.f.）并获得最大可实现的S.D.O.F.以封闭的形式。我们还推导出一个封闭形式的解决方案，以达到最大的S.D.O.F.的原始SRM问题。数值结果表明了所提出方案的有效性。
2015-09-15 cs.IT math.IT
Strong Secrecy from Channel Resolvability
我们分析物理层安全的前提下，编码机制的保密噪声信道是绑定到信道可解析性的概念。而不是考虑基于容量的建设，其中关联到每个消息的子码，操作略低于窃听者的信道的容量，我们考虑基于信道可分辨性的建设，其中关联到每个消息的子码，操作略高于窃听者的信道的可分辨性。建立在Csiszar和Hayashi的工作，我们提供了进一步的证据，通道可解析性是一个强大的和通用的编码机制的秘密，通过开发的结果，持有强保密指标和任意通道。具体来说，我们表明，至少对于对称窃听信道，随机容量为基础的建设未能实现强保密能力，而基于信道可分解性的建设实现it.Then，我们利用信道可分解性建立的保密容量区域的任意广播信道的机密消息和成本约束的强保密度量。最后，我们专门研究了无线信道的保密容量与完善的信道状态信息，混合信道和复合信道的接收机信道状态信息（CSI），以及秘密密钥协商的源模型的秘密密钥容量。通过将保密性与信道可解析性联系起来，我们用简单的证明获得了强保密度量的可实现速率。
2013-09-06 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity-Memory Tradeoff of Erasure Broadcast Channels
本文推导了窃听擦除广播信道（BC）的保密容量-存储器折衷的上界和下界，BC具有Kw个弱接收器和Ks个强接收器，其中弱接收器和强接收器分别具有相同的擦除概率和缓存大小。通过将联合高速缓存-信道编码与窃听编码和密钥辅助一次性密码本精心组合的方案来实现下限。所提出的上限更普遍地适用于任意降级的BC和任意高速缓存大小。当只有弱接收器具有高速缓存存储器时，对于小的和大的高速缓存存储器，上界和下界一致，从而为该设置提供精确的保密容量-存储器权衡。导出的界限允许进一步得出结论，即使窃听者是强于所有的合法接收器与高速缓存存储器的保密能力是积极的。此外，他们表明，保密容量-内存权衡可以显着小于其不安全的对应，但它的增长速度快得多时，高速缓存存储器很小。本文还提出了一个下界的全球保密容量内存权衡，其中允许优化的缓存分配的总缓存预算。在没有保密约束的情况下，它接近于已知的最佳下界。对于小的总缓存预算，全球保密容量-存储器的权衡是通过分配所有可用的缓存存储器均匀地超过所有接收器，如果窃听者是强于所有合法的接收器，它是通过分配缓存存储器均匀地超过弱接收器，如果窃听者是弱于强接收器。
2018-01-02 cs.IT math.IT
On Ergodic Secrecy Capacity of Multiple Input Wiretap Channel with Statistical CSIT
本文研究了多输入单输出单天线窃听信道中的安全传输问题。我们假设合法信道和窃听信道的统计信息是发送端唯一可用的信道状态信息（CSIT）。通过引入一个新的保密容量上界，证明了在不加前缀的情况下，该保密容量是由高斯输入达到的。为了实现这一点，我们形成另一个MISOSE通道的上限，并通过寻找合法和窃听信道系数之间的最差相关性来收紧界限。由此产生的上界是严格的比其他文献中，这是基于修改的相关性在合法的接收器和窃听器的噪声。接下来，我们充分表征遍历保密能力，表明最佳的信道输入协方差矩阵是一个缩放的单位矩阵，与天线之间均匀分配的发射功率。解决这类复杂的随机优化问题的关键是利用遍历保密容量的完全单调性，利用随机序理论。最后，我们的仿真结果表明，所考虑的信道设置，保密容量是有界的高信噪比和大量的发射天线制度。
2012-01-13 cs.IT math.IT
Guaranteeing Positive Secrecy Capacity with Finite-Rate Feedback using Artificial Noise
虽然有限速率反馈对衰落信道容量的影响已经在文献中得到了广泛的研究，但在保密约束下这个问题还没有得到足够的关注。在这项工作中，我们研究了遍历秘密容量的多输入多输出多天线窃听（MIMOME）窃听信道与量化的信道状态信息（CSI）在发送端和完美的CSI在合法的接收端，假设只有窃听CSI的统计信息是已知的发送端。我们改进了[1]中基于随机矢量量化（RVQ）的人工噪声（AN）方案的分析，其中与理想CSI情况相比，给出了保密率损失的启发式上界。我们提出了一个遍历保密容量的下界。我们证明了当反馈比特数和AN功率趋于无穷大时，具有完美CSI的保密容量和下界渐近一致。对于实际应用，我们提出了一个非常有效的量化码本构造方法的两个发射天线的情况下。
2014-11-06 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of the Broadcast Wiretap Channel with Limited CSI Feedback
在本文中，我们研究的问题，安全广播块衰落信道有限的信道知识在发射机。更具体地说，我们分析了具有不完美的信道状态信息（CSI）通过有限速率反馈的广播信道的吞吐量的影响，其中传输是为了多个合法的接收器在存在窃听者。首先，我们部分地描述了当源向所有接收器广播相同信息时系统的遍历保密能力，即，普通信息传输。然后，我们看看独立消息的情况，其中发送器向合法接收器广播多个独立消息。对于这种情况下，我们提出了遍历保密和容量的上下界。在这两种情况下，我们表明，所提出的下限和上限渐近一致的反馈链路的容量变得很大，因此，充分表征在这种情况下的保密能力。
2016-03-23 cs.IT math.IT
Achieving Secrecy Capacity of the Wiretap Channel and Broadcast Channel with a Confidential Component
Wyner的窃听信道模型是第一个同时考虑可靠性和安全性约束的通信模型。在最近的文献中，各种型号的窃听信道的容量实现计划受到了相当大的关注。在本文中，我们表明，一般的能力（不一定退化或对称）窃听信道下的“强保密约束”，可以实现使用基于极化码的传输方案。我们还扩展我们的建设的情况下，广播信道的机密消息定义的Csisz{á}r和K{örner}，实现了整个容量区域的通信模型。
2016-11-03 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Identification With Effective Secrecy
本文在语义有效保密性要求下推导了离散无记忆窃听信道识别容量的上界，通过前缀信道改进了下界，并在合法信道更强时证明界是紧的。
2023-06-26 cs.IT math.IT
On Capacity Region of Wiretap Networks
在本文中，我们考虑的问题，安全的网络编码的对手有机会从一个已知的链接子集的集合中选择一个未知的链接子集。我们研究了这种网络的容量区域，通常被称为“窃听网络”，受到弱和强保密约束，并考虑零错误和渐近零错误通信。证明了在一般离散无记忆网络中，强保密要求下的容量域和弱保密要求下的容量域是相等的.特别是，这一结果表明，在窃听网络的渐近零概率的错误不收缩的能力区域相比，弱保密要求的情况下，要求强保密。我们还推导出内部和外部边界的网络编码能力区域的窃听网络的弱保密约束，为零概率的错误和渐近零概率的错误，在熵区域。
2013-11-24 cs.IT math.IT
Secret Message Transmission over Quantum Channels under Adversarial Quantum Noise: Secrecy Capacity and Super-Activation
我们确定AVQC（任意变化的量子信道）的保密能力。导出了平均错误概率和最大错误概率下的保密容量。这两个派生都基于一个共同的代码结构。我们构造的代码满足严格的保密要求，这被称为强代码概念。我们确定当保密容量是一个连续的函数的系统参数和完全刻画其间断点的平均误差准则和最大误差准则。此外，我们证明了AVQC的保密能力的“超激活”现象，即，两个量子信道都具有零保密容量，如果一起使用，则允许具有正容量的安全传输。我们还讨论了AVQC的纠缠蒸馏能力、纠缠产生能力和强子空间传输能力之间的关系。
2018-06-12 cs.IT math.IT quant-ph
On The Capacity of Broadcast Channels With Degraded Message Sets and Message Cognition Under Different Secrecy Constraints
本文研究了具有退化消息集和消息认知的三接收机广播信道。该模型由用于所有三个接收器的公共消息、仅用于两个接收器的私有公共消息和用于这两个接收器的两个附加私有消息组成，使得每个接收器仅对一个消息感兴趣，而完全认识另一个消息。首先，该模型的调查没有任何保密约束，其中的容量区域的建立，表明直接扩展的Körner和马顿内界的调查情况是最佳的。特别是，这与Nair和Wang的结果一致，该结果表明间接解码的想法-引入以改进Körner和Marton内边界-并没有为这种情况提供更好的区域。此外，通过使私有消息是机密消息，引入了一些保密性约束。两种不同的保密标准被认为是：联合保密和个人保密。对于这两个标准，提供了一般可达到的速率区域。此外，如果两个合法接收者比窃听者更有能力，则建立联合和单独的保密能力区域。所建立的容量区域表明，与联合保密标准相比，单独保密标准可以提供更大的容量区域，因为每个认知消息可以用作另一个单独消息的秘密密钥。此外，联合保密能力是建立一个更一般的类更有能力的信道，其中只有两个合法的接收机之一是更有能力比窃听。这是通过显示Nair和El Gamal引入的间接解码的原理对于这类信道是最佳的来完成的。这个结果与非保密情况相反，在非保密情况下，间接解码不提供任何增益。
2016-01-25 cs.IT math.IT
Average Secrecy Capacity Maximization of Rotatable Antenna-Assisted Secure Communications
本文提出了一种基于可旋转天线的保密容量最大化方法，通过理论分析和仿真验证，得出了近优解并验证了其在高SNR下的有效性。
2025-11-22 cs.IT math.IT
A channel under simultaneous jamming and eavesdropping attack---correlated random coding capacities under strong secrecy criteria
给出了任意变化窃听信道相关随机编码保密容量的完整刻画。我们采用两种替代的强保密标准，这两个导致相同的多字母公式。这些准则的不同之处在于对相关随机性的处理，它们在不相关码的情况下是一致的。推导出的公式的基础上，我们表明，相关的随机编码的保密容量是连续的AVWC的函数，在不连续的非相关编码的保密容量。在相关随机码保密容量公式的证明中，我们应用了一个辅助信道，该辅助信道从发送者到预定接收者是复合的，从发送者到窃听者是任意变化的。
2015-12-18 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
Outer Bounds on the Secrecy Capacity Region of the 2-user Z Interference Channel With Unidirectional Transmitter Cooperation
本文推导了发射机之间速率受限单向协作的2用户Z干扰信道（Z-IC）的保密容量域的外界。首先，在线性确定性环境下研究了该模型。秘密容量区域上的外部边界的推导涉及要提供给接收器的边信息的仔细选择以及以明智的方式在接收器处使用秘密约束。为此，提出了一种新的划分的编码的消息和输出的确定性模型的基础上的干扰和信号的强度。所得到的外边界是紧的，使用可实现的计划，作者在以前的工作。利用从确定性模型中得到的见解，得到了2用户高斯Z-IC的保密容量区域的外界。两个模型的外边界之间的等价性也被建立。它还表明，在接收端的保密约束不伤害2用户Z-IC的弱/中等干扰制度的确定性模型的容量区域。另一方面，高斯情况下开发的外部边界表明，在接收机的保密约束可以减少弱/中等干扰制度的容量区域。这些界限的相对性能的研究揭示了洞察2用户Z-IC与有限速率发射机合作的基本限制。
2016-04-08 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity Region of Some Classes of Wiretap Broadcast Channels
这项工作调查的窃听广播信道（WBC）的保密能力与外部窃听源希望通过广播信道（BC），同时保持他们的秘密从窃听者的两个私人消息进行通信。我们推导出一个非平凡的外边界上的保密能力区域的这个通道，在没有安全约束的情况下，减少到最好的已知的外边界的标准BC的能力。内界也推导出以下的行为的最佳已知的内界的BC和窃听信道。这些界限被证明是紧的确定性BC与一般的窃听者，半确定性BC与更嘈杂的窃听者和窃听BC，其中用户表现出他们之间的噪声较小的顺序。最后，通过重写我们的外边界，以包含并行信道的特性，我们还得到了两个逆噪声较小的BC与一个噪声较大的窃听器的产品的保密容量区域。我们说明了我们的研究结果，通过研究安全约束的WBC与二进制擦除（BEC）和二进制对称（BSC）组件的容量的影响。
2015-08-20 cs.IT math.IT
On the Continuity of the Secrecy Capacity of Compound and Arbitrarily Varying Wiretap Channels
窃听信道模拟了两个用户之间的安全通信，窃听者必须保持对传输消息的无知。这种系统的性能通常由其保密容量来表征，保密容量决定了保密通信的最大传输速率。在本文中，是否保密能力是一个连续的函数的系统参数的问题进行了研究。特别是，这是通过复合渠道和任意变化的渠道，其中合法的用户只知道，真正的信道实现是从一个预先指定的不确定性集建模的信道不确定性。在前一种模型中，这种实现在整个传输期间保持不变，而在后一种模型中，实现以未知和任意的方式从信道使用到信道使用而变化。这些模型不仅捕获信道不确定性的情况下，但也适合于建模的情况下，恶意的对手堵塞或以其他方式影响合法的传输。复合窃听信道的保密能力是强大的，在这个意义上，它是一个连续函数的不确定性集。因此，不确定性集合的小变化导致保密能力的小变化。另一方面，确定性的保密容量的\emph{arbitrarily varying wiretap channel}示出是不连续的不确定性集的意思是，小的变化可能导致巨大的损失的能力。
2017-07-06 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of a Class of Broadcast Channels with an Eavesdropper
我们研究了在广播信道中存在窃听者的情况下，单个发送器和多个接收器之间通信的安全性。我们考虑几个特殊类别的渠道。作为第一个模型，我们考虑退化的多接收器窃听信道，合法的接收器表现出退化的顺序，而窃听者是更多的噪音相对于所有合法的接收器。建立了该信道模型的保密容量域。其次，我们考虑并行多接收器窃听信道，在每个子信道中具有较低的噪声顺序，其中该顺序对于所有子信道不一定相同。建立了该信道的公共信息保密容量和和保密容量。第三，我们研究了一类特殊的退化并行多接收机窃听信道，并给出了一个更强的结果。特别地，我们研究了两个子信道两个用户和一个窃听者的情况，其中在每个子信道中存在退化顺序，使得在第一个（resp.第二）子信道第二（resp.第一）接收器相对于第一（分别）接收器降级。第二）接收机，而窃听者相对于两个子信道中的两个合法接收机降级。我们确定该信道的保密容量区域。最后，我们专注于这个先前的信道模型的一个变体，其中发射机可以在任何时候只使用一个子信道。我们的特点，这个信道的保密容量区域。
2008-12-01 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity Region of the Gaussian MIMO Multi-receiver Wiretap Channel
在本文中，我们考虑高斯多输入多输出（MIMO）多接收机窃听信道中，发射机希望有一个外部窃听者存在的情况下与任意数量的用户进行保密通信。我们推导出最一般的情况下，该通道的保密容量区域。我们首先表明，即使是单输入单输出（SISO）的情况下，现有的高斯标量广播信道的逆技术不能扩展到这个保密的上下文中，强调需要一个新的证明技术。我们的新的证明技术利用最小均方误差和互信息之间的关系，等价地，Fisher信息和微分熵之间的关系。利用从SISO信道的逆证明中得到的直观性，首先证明了退化MIMO信道的保密容量域，在该保密容量域中，所有接收机具有相同的天线数，并且噪声协方差矩阵可以按照半正定的顺序排列。然后，我们将此结果推广到对齐的情况下，其中所有接收器具有相同数量的天线，但是噪声协方差矩阵之间没有顺序。我们通过使用信道增强技术来完成这个任务。最后，我们找到了一般MIMO信道的保密容量区域，通过使用一些限制参数对齐MIMO信道的保密容量区域。我们表明，容量实现编码方案是一个变种的脏纸编码与高斯信号。
2009-03-18 cs.IT math.IT
Physical-layer Security for Indoor Visible Light Communications: Secrecy Capacity Analysis
本文研究了由发射机、合法接收机和窃听者组成的室内可见光通信（VLC）网络的物理层安全问题。主信道和窃听信道都具有非负输入，这些输入被加性高斯白噪声破坏。考虑到照明要求和光源的物理特性，输入也受到其平均和峰值光强的约束。研究了两种情况：一种是仅具有平均光强约束，另一种是具有平均和峰值光强约束。基于信息论，推导了两种情况下保密容量上下界的封闭表达式。数值结果表明，保密容量的上下界是紧的，从而验证了所推导的封闭形式的表达式。此外，从理论上分析了该算法在高信噪比下的渐近行为。在高信噪比下，当仅考虑平均光强约束时，保密容量的渐近上界和渐近下界之间存在很小的性能差距。当同时考虑平均和峰值光强约束时，保密容量的渐近上界和下界是一致的。数值结果也证实了这些结论。
2018-07-26 cs.IT math.IT
Scalar Gaussian Wiretap Channel with Peak Amplitude Constraint: Numerical Computation of the Optimal Input Distribution
本文研究了一个标量高斯窃听信道，而不是平均输入功率的约束，我们认为输入的峰值幅度约束。我们的目标是获得洞察的安全能力和安全能力实现分布的结构。本文利用最新的理论进展的结构的security-capacity-achieving分布，本文开发了一个数值程序的基础上，梯度上升算法和一个版本的Blahut-Arimoto算法，计算security-capacity和security-achieving的输入和输出分布。
2021-11-22 cs.IT math.IT
Capacity Results for Arbitrarily Varying Wiretap Channels
在这项工作中，任意变化的窃听信道AVWC进行了研究。我们推导出一个下界的随机码的保密能力的平均误差准则和强保密准则的情况下，最好的信道窃听通过使用Ahlswede的鲁棒技术为普通的AVC。我们表明，在一个非对称信道的情况下，合法的接收器的确定性代码的保密能力等于随机码的保密能力，结果类似于Ahlswede的二分法结果为普通的AVC。利用这一点，我们可以推导出的下限也是有效的确定性代码容量的AVWC。二分性结果的证明是基于Ahlswede为普通AVC引入的消除技术。我们进一步证明上界的确定性代码的保密能力在一般情况下，这导致在一个多字母的表达的情况下，窃听者的最佳信道的保密能力。使用技术的Ahlswede，开发，以保证可靠性标准的有效性，这项工作的主要贡献是集成到这些技术的强保密标准。
2012-09-24 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
Closed-Form Expressions for Secrecy Capacity over Correlated Rayleigh Fading Channels
在信道状态信息完全可用的前提下，研究了相关瑞利衰落信道上的窃听保密通信。基于信息论公式，我们推导出封闭形式的平均保密容量和中断概率的表达式。仿真结果证实了我们的解析表达式。
2010-03-23 cs.CR cs.IT math.IT
On Secrecy Capacity of Fast Fading MIMOME Wiretap Channels With Statistical CSIT
在本文中，我们考虑在各态历经瑞利快衰落多输入多输出多天线窃听（MIMOME）窃听信道的安全传输，只有统计信道状态信息在发射机（CSIT）。当合法接收方的天线数大于（或等于）窃听方的天线数时，通过建立一个新的保密容量上界，证明了部分CSIT下的第一个MIMOME保密容量。其关键步骤是通过将合法接收者的信道矩阵分成两个子矩阵，并将其中一个子矩阵设置为与窃听者的信道矩阵相同来形成MIMOME降级信道。接下来，在所有发射天线的总功率约束下，我们解析地解决了信道输入协方差矩阵优化问题，以充分表征MIMOME保密容量。通常，MIMOME优化问题是非凹的。然而，由于提出的降级信道，我们可以将随机MIMOME优化问题转化为舒尔凹问题，然后找到它的解决方案。除了总功率约束，我们还研究了保密容量时，发射机受到实际的每天线功率约束。相应的优化问题甚至更困难，因为它不是Schuar凹的。在这两种功率约束下，当合法接收方和窃听方的天线数相差足够大时，相应的MIMOME保密容量都可以随信噪比（SNR）而变化.然而，当合法的接收器和窃听者各自具有单个天线时，这样的SNR缩放对于两种情况都不存在。
2013-09-06 cs.IT math.IT
Amplitude Constrained Vector Gaussian Wiretap Channel: Properties of the Secrecy-Capacity-Achieving Input Distribution
本文研究峰值功率约束下高斯窃听信道的保密容量，确定低幅度区域的最优性条件，并给出保密容量达到分布的离散性质及计算形式。
2022-08-05 cs.IT math.IT
Wiretap channel capacity: Secrecy criteria, strong converse, and phase change
本文采用等镜像大小信源划分技术，推导了一般离散无记忆窃听信道（DM-WTC）在四种不同保密准则下的容量。这些准则分别规定了秘密消息和窃听者观测值的联合概率与独立情况下的相应概率之差的期望值和尾概率的绝对值差和指数差的要求。这些标准中的一些标准减少到以前在文献中已经考虑的标准泄漏和变化距离约束。当允许非零误差和保密容差时，这些保密准则下的容量是不同的。基于这些新的结果，我们可以得出结论，只有在基于约束尾概率的两个保密准则下，DM-WTC的强逆性质才普遍成立。在基于期望值的保密准则下，观察到一个有趣的相变现象，作为公差值的变化。
2018-02-15 cs.IT math.IT
Achieving Secrecy Capacity of the Gaussian Wiretap Channel with Polar Lattices
在这项工作中，一个显式的窃听编码方案的基础上提出了极格实现的加性高斯白噪声（AWGN）窃听信道的保密容量。首先，利用极格构造了mod- $Λ_s$高斯窃听信道的第二好格。然后，我们提出了一个明确的整形方案，以消除这种模$Λ_s$前端和扩展极晶格真正的高斯窃听信道。成形技术是基于格型高斯分布，这导致一个二元非对称信道在每一级的多级格码。通过采用非对称极化编码技术，我们同时构造了一个具有最佳成形的AWGN-好格和一个具有最佳成形的second-good格。因此，发送方的编码复杂度和合法接收方的解码复杂度都是O（N logN log（logN））。该方案被证明是语义安全的。
2017-12-25 cs.IT math.IT
Local Approximation of Secrecy Capacity
本文基于欧几里得信息论分析窃听信道，将保密约束下的信息传输问题转化为线性代数问题，通过求解广义特征值问题进行局部逼近，从而估计保密容量。
2024-03-20 cs.CR cs.IT math.IT
Establishing Secrecy Region for Directional Modulation Scheme with Random Frequency Diverse Array
基于随机频率分集阵列（RFDA）的定向调制（DM）技术被认为是一种很有前途的保密通信技术，可以实现保密信息的精确传输，而人工噪声（AN）被认为是RFDA定向调制的重要辅助手段。与以往的工作，只关注点的期望接收机相比，在这项工作中，我们调查了一个保密区域周围的期望接收机，即，一个特定的范围和角度分辨率周围的期望接收机。首先，推导了实现保密区域所需的最小天线数和带宽。此外，基于RFDA-DM-AN方案的保密容量的下界，我们研究了AN对保密容量的性能影响。本文的研究结果表明：1）AN并不总是有利于安全传输。具体地说，当天线数目足够大并且发射功率小于指定值时，AN将由于消耗有限的发射功率而降低保密容量。2)增加带宽将扩大随机分配频率的集合，从而导致更高的保密容量。3)天线的最小数量随着预定义的保密传输速率的增加而增加。
2020-07-09 cs.IT math.IT
Secrecy Results for Compound Wiretap Channels
我们推导出一个下限的复合窃听信道的信道状态信息的发送端的秘密容量相匹配的一般上限的一般复合窃听信道的秘密容量由梁等。从而建立一个完整的编码定理在这种情况下。我们实现了这一点，一个更强的保密标准和最大错误概率标准，并与解码器，是强大的对编码中的随机化的影响。这使我们无需解码随机化参数，这在该模型中通常是不可能的。此外，我们证明了一个下界的秘密容量的复合窃听信道没有信道状态信息，并推导出一个多字母的表达能力，在这种通信场景。
2012-11-25 cs.IT math.IT
Capacity results for compound wiretap channels
我们推导出一个下限的复合窃听信道的信道状态信息的发送端的秘密容量相匹配的一般上限的一般复合窃听信道的秘密容量由梁等。从而建立一个完整的编码定理在这种情况下。我们实现了这一点，一个相当强大的保密标准和解码器，是强大的对随机化的影响，在编码。这使我们无需解码随机化参数，这在该模型中通常是不可能的。此外，我们证明了一个下界的秘密容量的复合窃听信道没有信道状态信息。
2011-08-09 cs.IT math.IT
Defeating the Eavesdropper: On the Achievable Secrecy Capacity using Reconfigurable Antennas
在本文中，我们考虑在慢衰落无线信道中存在窃听者的机密信息的传输。我们提出了一种传输方案，采用一个可重新配置的天线在每个合法的合作伙伴，而窃听者使用一个传统的天线。可重构天线可以随着时间的推移切换其传播特性，从而感知不同的衰落信道。它示出，没有信道侧信息（CSI）在合法的合作伙伴，主信道可以被转换成遍历制度提供严格的中断约束的\textit{secrecy capacity}增益。如果合法合作伙伴有部分或全部的信道侧信息（CSI），一种选择多样性，可以应用提高最大的秘密通信速率。在这种情况下，衰落是朋友而不是敌人。
2014-02-05 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
Individual Secrecy for the Broadcast Channel
本文研究了在个人保密约束下广播信道上的安全通信问题。也就是说，发射机想要在窃听者存在的情况下向两个合法接收机发送两个独立的消息，同时保持窃听者不知道每个消息（即，使得从每个消息到窃听者的信息泄漏消失）。在Carleial-Hellman保密编码、Wyner保密编码、叠加编码和Marton编码的基础上，结合码率分割和间接译码等技术，提出了可达码率域。与满足联合保密和无保密约束的区域进行了比较，并对特殊情况下的个体保密能力区域进行了表征。特别地，建立了确定性情况下的容量区域，并且对于高斯模型，建立了恒定间隙（即，0.5各个保密容量区域内的比特）的结果。总的来说，当与联合保密约束相比，结果允许权衡系统中的保密级别和吞吐量。
2015-11-29 cs.IT math.IT
Achieving Secrecy Capacity of Minimum Storage Regenerating Codes for all Feasible $(n, k, d)$ Parameter Values
本文讨论了对所有可行参数值在MSR点构造安全的正修再生码的问题。该设置涉及被动窃听者，该被动窃听者被允许观察分布式存储系统（DSS）的$n$节点的子集$l$的存储内容和下载到该子集中。目标是实现窃听符号和DSS上存储的文件之间的完美保密。以前的安全代码构造（最值得注意的是Rawat等人）仅针对其中帮助恢复故障节点的助手节点的数量$d$等于$n-1$的受限情况来解决该问题。本文在Rawat的工作基础上，通过结合Gabidulin预编码和Ye和Barg的MSR构造，证明了对于$d$的所有允许值，MSR点处的保密容量的可扩展性.
2019-02-26 cs.IT math.IT
