Robust Layered Transmission in Secure MISO Multiuser Unicast Cognitive Radio Systems
研究了认知无线电下行链路多用户多输入单输出（MISO）通信网络中的鲁棒资源分配算法设计。我们专注于一个二级系统，它提供单播安全的无线分层视频信息，多个单天线二级接收器。资源分配算法设计被公式化为用于最小化次级发射机处的总发射功率的非凸优化问题。所提出的框架考虑了服务质量（QoS）的要求，在二级系统中的视频通信保密性，在二级发射机的潜在窃听者（主接收机）的信道状态信息（CSI）的不完善，以及在主接收机的最大可容忍接收干扰功率的限制。因此，所提出的问题制定利用分层传输和人工噪声生成的自保护架构，以确保通信保密。半定规划（SDP）松弛推导出一个资源分配算法，找到全局最优解的制定的问题。仿真结果表明，与传统的单层传输方案相比，所提出的分层传输资源分配算法具有显著的传输功率节省和对CSI不完善的鲁棒性。
2015-11-26 cs.IT math.IT
Optimal Weakly Secure Linear Codes for Some Classes of the Two-Sender Index Coding Problem
双发送端单播索引编码问题是最基本的多发送端索引编码问题。这两个系统通过利用它们的边信息的知识，共同迎合所有接收者的需求。每个接收者需要一个唯一的消息，并有一些边信息。弱安全索引编码问题是存在窃听者的索引编码问题的一个实际版本。窃听者不能通过监听窃听者的传输来获得他所没有的任何信息。我们提供了弱安全线性码的构造不同类别的两个发送者单播索引编码问题，使用它的子问题。只有当所有考虑的子问题都存在这样的代码时，构造才有效。我们确定了一些类的两个发送者的问题，其中的建设提供最佳的弱安全线性索引码。
2019-04-04 cs.IT math.IT
Secure network coding with adaptive and active attack
本文回顾了自适应和主动攻击下安全网络编码的研究成果，重点聚焦于单跳中继网络和单播中继网络两种典型模型。
2024-01-07 cs.IT math.IT
Centralized and Cooperative Transmission of Secure Multiple Unicasts using Network Coding
我们介绍了一种方法，用于安全地提供一组消息到一组客户端的广播擦除通道，其中每个客户端感兴趣的一个不同的消息。每个客户端都可以获得自己的消息，但不能获得其他客户端的消息。在所提出的方法中，使用随机线性网络编码的特殊变体将消息组合在一起。每个客户端被提供有解码系数的私有集合以解码其自己的消息。我们的方法提供了安全的传输会话对计算蛮干攻击，也弱安全信息理论意义上。由于广播信道被假定为错误的，因此应当以某种方式恢复丢失的编码分组。我们考虑两种不同的情况。在第一种情况下，丢失的数据包由基站重传（集中式）。在第二种情况下，客户端通过交换数据包（分散式）相互合作。在这两种情况下，利用网络编码技术来增加总吞吐量。对于集中式重传的情况下，我们提供了一个分析近似的吞吐量性能的即时解码网络编码（IDNC）重传以及数值实验。对于分散的情况下，我们提出了一个新的IDNC为基础的重传方法，其性能通过模拟和解析近似进行评估。这种方法的应用不仅限于我们的特殊问题，并可以推广到一类新的问题，本文介绍的合作索引编码问题。
2013-05-07 cs.CR cs.IT math.IT
On Secure Distributed Linearly Separable Computation
分布式线性可分计算，其中用户要求一些分布式服务器计算一个线性可分函数，最近制定了相同的作者，旨在减轻分散的瓶颈和通信成本在分布式计算。为此目的，数据中心将输入数据集的子集分配给每个服务器，并且每个服务器在分配的数据集上计算一些编码分组，然后将其发送给用户。用户应该从服务器子集的答案中恢复任务函数，这样可以容忍掉队者的影响。在本文中，我们制定了一个新的安全框架，这种分布式线性可分计算，我们的目标是让用户只检索所需的任务函数，而不获得任何其他信息的输入数据集，即使它收到的答案，所有服务器。为了保证输入数据集的安全性，需要在传输过程中引入一些与数据集无关的公共随机变量。我们表明，任何非安全的线性编码为基础的计算方案的原始分布式线性可分的计算问题，可以在不增加通信成本的情况下安全。然后，我们专注于每个服务器的计算成本是最小的情况下，旨在尽量减少在系统中引入的随机变量的大小，同时实现最佳的通信成本。我们首先提出了一个信息论逆界的随机性大小。然后，我们提出了安全计算方案的基础上两个著名的数据分配，即分数重复分配和循环分配。然后，我们提出了一个计算方案与新的分配，严格优于上述两个计划。还得到了一些额外的最优性结果。
2021-02-01 cs.IT math.IT
Secure Transmission in Amplify-and-Forward Diamond Networks with a Single Eavesdropper
考虑在存在窃听者的情况下通过$M$并行中继网络进行的单播通信。在单独的功率约束下操作的中继节点放大并转发在其输入处接收的信号。研究了AF中继系统的最大保密率问题。以前的工作在这个问题上提供了基于半定松弛的迭代算法。然而，这些算法导致次优性能，没有任何性能和收敛保证。我们解决这个问题的三个特定的网络模型，与实值信道增益。我们提出了一种新颖的变换，可导致凸优化问题。我们的分析导致（i）多项式时间算法来计算两个模型的最佳安全AF率，以及（ii）另一个模型的最佳安全率的封闭式表达式。
2015-04-19 cs.IT math.IT
Hierarchical Secure Distributed Linearly Separable Computation with Arbitrary Heterogeneous Data Assignment
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）
本文研究了三层分层网络中任意异构数据分配下的信息论安全聚合问题，提出了一种在保证信息安全性的同时实现最优两层通信负载的聚合方案。
2026-10-02 cs.IT math.IT
Secure network code over one-hop relay network
当网络中存在恶意攻击者时，我们需要同时考虑窃听和污染的可能性。在非循环广播网络中，证明了当Eve可以攻击任意$r$边时，线性码的最优性.线性码的最优性没有显示在不同的假设夏娃。作为非循环单播网络的一个典型例子，我们专注于单跳中继网络下的单传输方案，假设夏娃在每一个层次上只攻击一个边缘。令人惊讶的是，作为一个结果，我们发现，一个非线性代码显着提高性能的一跳中继网络上的线性代码。也就是说，非线性代码实现了线性代码无法实现的不完全安全性。即使考虑到顺序错误注入对信息泄漏的影响，线性码的这种优越性仍然存在。
2020-03-27 cs.IT math.IT
Secure Analog Network Coding in Layered Networks
我们考虑一类高斯分层网络，其中源与目的地通过$L$中间中继层与$N$节点在每一层中的存在下，一个单一的窃听者，可以偷听在任何一层中的节点的传输。考虑了在有向链路的分层无线中继网络中，采用模拟网络编码进行单播通信时，可获得的最大保密率问题。执行模拟网络编码的中继节点缩放并转发在其输入处接收的信号。这项工作的关键贡献是一个引理，提供了一组全局最优的缩放因子的节点，最大限度地提高了端到端的保密率的一类分层网络。我们还表明，在高信噪比制度，ANC实现保密率在一个恒定的间隙的割集上界的保密能力。据我们所知，这项工作提供了第一个表征的安全ANC在多层网络中的窃听者的存在下的性能。
2016-07-15 cs.IT math.IT
Improved Lower Bounds for Secure Codes and Related Structures
安全码是一种被广泛研究的组合结构，被引入广播加密中用于叛逆者追踪。确定这种结构的最大尺寸是主要的研究目标。本文研究了安全码及其相关结构的下界。首先，我们给出了一些改进的$2$ -防帧码和$\overline{2}$ -可分离码的速率的下界，对于稍大的字母表大小。然后，我们改进了一些相关结构的速率的下界，即，强$2$ -可分矩阵和$2$ -可消集族。最后，给出了强$t$ -可分矩阵和$t\ge 3.$的$t$ -可消集族的新下界的一般方法
2021-08-21 cs.IT math.CO math.IT
Secure Network Code for Adaptive and Active Attacks with No-Randomness in Intermediate Nodes
本文研究中间节点无额外随机性时网络编码对自适应主动攻击的安全性，证明线性编码可抵御攻击增益、给出非线性反例，并推导中继网络单播与多播容量。
2020-03-26 cs.IT math.IT
Secure Multi-User Linearly-Separable Distributed Computing
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Institut Polytechnique des Sciences Avancées (IPSA)（高等科学理工学院）；EURECOM（欧洲通信学院）
本文提出了一种安全多用户线性可分分布式计算框架，通过将计算问题转化为稀疏矩阵分解问题，实现低开销的并行化，同时保障信息论安全。
2026-04-21 cs.CR cs.IT math.IT
Routing for Security in Networks with Adversarial Nodes
我们考虑有向图中两个节点之间的安全单播传输问题，其中对手窃听/干扰节点的子集。这种对抗性设置与对手控制链接子集的传统设置相反。特别是，我们研究，在主要的，类路由只计划（而不是那些允许编码内的网络）。仅加密方案通常具有较低的实现复杂性，但在这项工作之前，这种方案所能实现的速率的特征是公开的。首先，我们提出了一个LP为基础的解决方案的安全通信对窃听，并表明它是信息理论上的速率最优的所有路由方案。我们的设计背后的想法是平衡网络中的信息流，这样就不会有节点的子集观察到“太多”的信息。有趣的是，我们表明，我们的路由方案实现的速率总是至少一样好，有时更好，比那些实现了“天真”的网络编码方案（即速率最优方案设计的传统场景中的对手控制网络中的链接，而不是节点）。我们还展示了非平凡的网络编码方案，实现率至少高达（有时再次优于）我们的路由方案所取得的，但留下开放的问题，根据所有可能的编码方案的最佳速率区域的问题。然后，我们扩展这些路由方案的对抗节点干扰的情况下，并显示出类似的结果。在我们的调查之旅中，我们还开发了一种新的技术，有可能获得一般的安全通信方案的非平凡的界限。
2013-03-01 cs.IT math.IT
Weakly Secure MDS Codes for Simple Multiple Access Networks
我们考虑一个简单的多址接入网络（SMAN），其中单位速率的$k$源通过$n$中继将其数据发送到一个共同的信宿。每个继电器连接到接收器和某些源。如果窃听少于$k$中继-宿链路的被动攻击者不能重建来自每个源的数据，则编码方案（用于中继）是弱安全的。我们证明了存在一个弱安全的最大距离可分（MDS）编码方案的继电器当且仅当每个子集的$\ell$继电器必须集体连接到至少$\ell+1$源，所有$0 < \ell < k$。此外，我们证明了这个条件可以在$n$和$k$中在多项式时间内得到验证。最后，给定一个SMAN满足上述条件，我们提供了另一个多项式时间算法修剪网络，直到它有一个稀疏的源中继链路，仍然支持弱安全MDS编码方案。
2015-04-22 cs.IT math.CO math.IT
Information-Theoretic Decentralized Secure Aggregation with User Dropouts
Guangxi University（广西大学）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）；Southwest University（西南大学）
本文研究了在用户丢失情况下信息论视角下的去中心化安全聚合的基本限制，提出了一种两轮通信协议，在用户丢失和合谋情况下，通过构造相关秘密密钥实现安全聚合，并证明了最优通信速率区域。
2026-05-21 cs.IT math.IT
Combination Networks with or without Secrecy Constraints: The Impact of Caching Relays
本文考虑了一个两跳的网络结构，称为组合网络，其中一层中继节点连接一个服务器到一组最终用户。特别是，一个新的模型进行了研究，中间中继采用缓存除了最终用户。首先，一个新的集中式编码缓存方案的开发，利用最大距离可分离（MDS）编码，共同优化缓存的放置和交付阶段，并使分解成一组虚拟的多播子网络的组合网络。结果表明，如果终端用户和其连接的中继节点的内存之和足以存储数据库，则服务器可以在交付阶段脱离，并且网络中的缓存可以满足终端用户的所有请求。使用基因辅助割集参数的归一化交付负载的下限提出了第二跳最优。接下来，认识到编码缓存的信息安全问题，在三种不同的保密设置下研究该新模型：1）安全传送，其中我们要求外部实体不能通过观察网络链路上传输的信号来获得关于数据库文件的任何信息，2）安全缓存，其中，我们施加约束，即终端用户必须不能获得关于他们没有请求的文件的任何信息，以及3）同时进行安全递送和安全缓存。我们演示了网络拓扑结构如何影响这些保密要求下的系统性能。最后，我们提供的数值结果表明，在每一个考虑的设置系统的性能。
2017-12-13 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
Secure Degrees of Freedom of Multi-user Networks: One-Time-Pads in the Air via Alignment
我们重新审视最近的安全自由度（s.d.o.f.）一跳多用户无线网络的结果，考虑三个基本的无线网络结构：高斯窃听信道的助手，高斯多址窃听信道，和高斯干扰信道的保密约束。我们目前的主要使能工具和由此产生的通信方案在一个短暂的方式，随着关键的见解和设计原则，从他们出现。主要可实现的方案是基于真实干扰对齐、通过合作干扰的信道前缀和结构化信令。真正的干扰对准使得能够将协作干扰信号与窃听者处的消息承载信号对准在一起，以保护它们，类似于有线系统中的一次性密码本保护消息。真实干扰对准还通过使携带消息的信号和协作干扰信号可分离，并且同时在最小可能的子空间中对准协作干扰信号，来实现合法接收机处的可解码性。主要的逆向技术是基于两个关键的引理，量化的保密惩罚，表明窃听者对系统的净效应是，它消除了一个独立的信道输入;和一个帮手的作用，通过开发一个帮手的合作干扰信号和消息速率之间的直接关系。这两个引理在根据单个网络的独特结构应用时提供了紧密的转换。最后，我们提出了一个盲合作干扰方案的帮助网络没有窃听信道状态信息的发射机，实现了相同的最佳s.d.o.f.如在完全窃听者信道状态信息的情况下。
2015-07-08 cs.CR cs.IT math.IT
A Key Pre-Distribution Scheme based on Multiple Block Codes for Wireless Sensor Networks
提出了一种基于分组码多码字的无线传感器网络密钥预分配方案。建议KPS的连接性和安全性，量化的概率共享公共密钥的通信对节点和他们的弹性对串通节点，分析评估。分析是适用于线性和非线性代码，并简化的情况下，最大距离可分离的代码。结果表明，代码的多重性显着提高了安全性和KPS的连通性，在适度增加的节点存储的成本。数值和仿真结果，揭示了系统参数的建议KPS的复杂性和性能的影响。具体而言，它示出的概率的安全对对其他节点的共谋的弹性只降低缓慢的共谋节点的数量的增加。
2014-07-25 cs.CR cs.IT math.IT
