Quadratically Constrained Myopic Adversarial Channels
我们研究通信中存在的干扰对手，二次功率约束施加在发射机和干扰机。干扰信号被允许是码本的函数，并且是对所发送的码字的非因果但有噪声的观测。对于发射机和干扰机的噪声信号比（NSR）的一定范围，我们能够在确定性编码或随机编码下表征该信道的容量，即，在编码器/解码器对之间没有共同的随机性。对于剩余的NSR机制，我们在编码器-解码器对可用的少量公共随机性（在一个子机制中至多$2\log(n)$比特，并且在另一个子机制中至多$Ω(n)$比特）的假设下确定容量。我们的证明技术涉及一种新的近视列表解码结果的可扩展性，和一个Plotkin型推攻击的逆在一个子区域的NSR，这两者可能是独立的利益。我们还给出了该信道的保密容量的界限，假设干扰机同时窃听。
2020-08-10 cs.IT math.IT
Entanglement Enabled Data Transmission over an Arbitrarily Varying Channel
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
本文探讨在存在能量受限干扰者的情况下，利用纠缠双模压缩态对抗干扰的方法，通过二进制相移键控和双模压缩真空态实现稳定通信。
2026-04-30 cs.IT math.IT quant-ph
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
Secure Rate-Splitting for MIMO Broadcast Channel with Imperfect CSIT and a Jammer
本文研究了两用户多输入多输出（MIMO）广播信道中发射端信道状态信息不完全（CSIT）和多天线干扰机的安全速率分裂问题，其中每个接收端具有相同数量的天线，干扰机具有完全信道状态信息（CSI）.具体而言，我们设计了一个安全的速率分裂多址接入策略，其中的安全性，分裂的私人和共同的消息是确保预编码器设计与联合调零和对齐的泄漏信息，关于不同的天线配置。此外，我们表明，通过安全速率分裂实现的和安全自由度（SDoF）是最优的，优于传统的迫零。因此，我们揭示了两个用户的MIMO广播信道与不完美的CSIT和一个干扰的总和SDOF，并验证了在这种情况下，以MIMO为重点的安全目的的速率分裂的优越性。
2022-07-11 cs.IT eess.SP math.IT
Fully Quantum Arbitrarily Varying Channels: Random Coding Capacity and Capacity Dichotomy
考虑了一个由量子干扰器、量子发送器和量子接收器组成的全量子干扰信道通信模型，我们称之为量子任意变化信道（QAVC）。限制到有限维的用户和干扰系统，我们显示，使用置换对称性和de Finetti减少，如何减少的QAVC的随机编码能力（经典和量子）的自然相关的复合信道，这是通过限制干扰到i.i.d.输入状态。此外，我们证明了所需的共享随机性是最多对数的块长度，使用随机矩阵尾界。这意味着一个二分法定理：要么QAVC的经典容量为零，然后量子容量也为零，或者每个容量等于其随机编码变体。
2018-01-14 cs.IT math.IT quant-ph
Binary Causal-Adversary Channels
在这项工作中，我们认为存在的因果对抗干扰的信息通信。在所研究的设置中，发送方希望通过发送码字x =（x_1，...，x_n）在通信信道上逐比特地传输。对抗性干扰器可以一次一个地查看发送的比特x_i，并且可以改变它们的p分数。然而，干扰机的决定必须以在线或因果的方式做出。也就是说，对于每个比特x_i，干扰器关于是否破坏它（以及如何改变它）的决定必须仅取决于x_j，其中j <= i。这与"经典"对抗性干扰机形成对比，后者可以基于其对x的完整知识来做出决定。我们提出了一个非平凡的上限的信息量，可以沟通。我们证明了可达速率可以渐近地不大于min {1-H（p），（1 - 4p）^+}。这里H（.）是二进制熵函数，当p <0.25时，（1 - 4p）^+等于1 - 4p，否则等于0。
2009-01-28 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Jamming in Covert Communication
隐蔽通信隐藏了从Alice到Bob的消息传输，而不让警惕的对手Willie确定是否发生了传输。虽然在威利已知所有变量的基本香草设置中的隐蔽通信会导致众所周知的平方根定律，但当干扰机存在并通过在威利的解码器中创建不确定性来帮助爱丽丝时，严格的正传输速率是可能的。在这项工作中，我们分析的情况下，干扰机配备了多个天线。具体来说，我们分析了干扰机上的多个天线对Alice的传输功率的影响，从而对传输速率的影响。我们认为这两种情况下，一个是已知的信道知识，一个是未知的干扰。我们制定了几个优化问题的干扰机的传输策略，以最大限度地提高他的援助爱丽丝，威利和鲍勃的噪声方差之间的比率最大化。当干扰机知道信道信息时，我们证明了干扰机的最优策略是利用其所有可用功率向单个方向进行波束形成。然而，这个方向并不是微不足道的，因为它反映了最小化Bob处的干扰和最大化Willie处的干扰之间的最佳折衷点。当信道知识是未知的，我们表明，干扰机的最佳策略是各向同性传输到所有方向或零空间的鲍勃，这种选择取决于某些信道条件。这与文献中的当前方案相反。此外，我们扩展的优化问题的情况下，鲍勃也配备了多个天线，并提供有见地的结果，示出了渐近最优，伴随着模拟。
2020-07-26 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
Strong Secrecy for Multiple Access Channels
我们展示了两种不同的窃听多址信道编码问题的强保密可达速率区域。在第一个问题中，每个编码器都有一个私有消息，两者都有一个公共消息要传输。编码器具有对公共随机性的熵受限访问。如果没有共同的随机性是可用的，那么这里导出的可实现区域不允许秘密传输共同的消息。第二个编码问题假设编码器没有共同的信息，也没有访问共同的随机性。然而，它们可以具有会议链路，通过该会议链路它们可以迭代地交换速率受限的信息。这可以用于形成公共消息和公共随机性，以将第二编码问题减少到第一编码问题。我们给出了一个通道的例子，其中可实现的区域等于零，没有会议或共同的随机性和会议建立的秘密消息传输的可能性。这两个编码问题描述了实际相关的网络，需要防止窃听攻击。
2012-09-20 cs.IT math.IT
Secret message capacity of a line network
研究了具有删除信道和状态反馈的线性网络中的信息理论安全通信问题。我们考虑了中间结点可以产生的私有随机性的一系列情况，从中间结点产生无限私有随机性到中间结点不产生私有随机性，以及介于两者之间的所有情况。我们的特征的秘密消息的容量时，无论是只有一个信道被窃听或所有的信道被窃听，我们开发的多项式时间算法，实现这些能力。我们还给出了一个外边界的情况下，任意数量的信道被窃听。我们的工作是第一个描述的保密能力的网络的任意大小，不完美的渠道和反馈。作为一个侧面的结果，我们推导出的秘密密钥和一跳网络的秘密消息的容量，当源具有有限的随机性。
2014-07-08 cs.IT math.IT
Upper Bounds on the Capacity of Binary Channels with Causal Adversaries
在这项工作中，我们认为存在的因果对抗干扰的信息通信。在所研究的设置中，发送方希望通过在通信信道上逐位地发送码字$(x_1,...,x_n)$来向接收方传送消息。发送者和接收者不共享共同的随机性。对抗性干扰器可以一次一个地查看所发送的比特$x_i$，并且可以改变它们的$p$分数。然而，干扰机的决定必须以因果关系的方式做出。即，对于每个位$x_i$，干扰器关于是否破坏它的决定必须仅取决于用于$j \leq i$的$x_j$。这与“经典”对抗性干扰情况形成对比，在“经典”对抗性干扰情况中，干扰机不知道$(x_1,...,x_n)$，或者完全知道$(x_1,...,x_n)$。在这项工作中，我们提出了上界（持有的平均和最大概率的错误准则下）的能力，同时持有确定性和随机编码方案。
2012-12-13 cs.CR cs.IT math.IT
Transmitting Correlation for Data Transmission over the Bosonic Arbitrarily Varying Channel
本研究提出在玻色子任意变化信道中，通过经典相关热光或纠缠双模压缩态来对抗能量受限干扰源，利用同频检波器实现数据传输。
2026-03-02 cs.IT math.IT quant-ph
Man-in-the-Middle and Denial of Service Attacks in Wireless Secret Key Generation
根据共享随机性的无线秘密密钥生成（W-SKG）（例如，来自无线信道衰落实现）是可以用于会话密钥协商的已建立的方案。W-SKG方法在延迟受限的无线网络中特别令人感兴趣，尤其是在超五代（B5 G）系统中的超可靠低延迟通信（URLLC）的上下文中。然而，W-SKG方案被认为在所谓的“优势蒸馏”阶段是可延展的，在此期间，在合法方处获得共享随机性的观察结果。作为示例，主动攻击者可以通过注入导频信号来充当中间人（MiM）和/或可以以干扰的形式发起拒绝服务攻击（DoS）。本文研究了注入式和反应式干扰攻击对W-SKG的影响。首先，它表明，注入攻击可以减少到-潜在的危害较小-干扰攻击的导频随机化，一种新的系统设计与随机QPSK导频。随后，最佳的干扰策略是确定在块衰落加性高斯白噪声（BF-AWGN）信道中存在的反应式干扰，使用博弈论公式。结果表明，反应式干扰机的干扰效果远大于简单的主动式干扰机
2020-03-26 cs.CR cs.IT math.IT
Message Transmission and Common Randomness Generation over MIMO Slow Fading Channels with Arbitrary Channel State Distribution
研究了在平均输入功率受限、加性高斯白噪声（AWGN）、任意状态分布和接收端可获得完整信道状态信息（CSIR）的单用户多输入多输出（MIMO）慢衰落信道中的消息传输问题和公共随机性（CR）生成问题.首先，我们推导出一个下限和上限的MIMO慢衰落信道的中断传输容量的任意状态分布，并表明，边界一致，除了可能在中断传输容量的不连续点，其中有，最多，可数多。为了证明中断传输容量的下界，我们还建立了一个特定的复合MIMO高斯信道的容量。其次，我们定义了中断CR容量的两个源模型与单向通信在MIMO慢衰落信道与任意状态分布，并建立一个下限和上限，它使用我们的MIMO慢衰落信道的中断传输容量的界限。
2022-10-21 cs.IT math.IT
Wireless Covert Communications Aided by Distributed Cooperative Jamming over Slow Fading Channels
在本文中，我们研究了在慢衰落信道上，合法的收发器与警惕的看守者之间的隐蔽通信。存在多个友好的帮助节点，它们愿意保护隐蔽通信不被监狱长检测到。我们提出了一个不协调的干扰机选择方案，这些助手的瞬时信道增益的合法接收器下降到一个预先建立的选择阈值将被选为干扰机辐射干扰信号击败典狱长。通过这样做，看守的检测精度预计将严重下降，而所需的隐蔽通信很少受到影响。然后，我们共同设计的最佳选择阈值和消息传输速率最大化的隐蔽吞吐量的前提下，检测错误的监狱长超过一定水平。数值结果验证了我们的理论分析。仿真结果表明，多干扰源辅助隐蔽通信在隐蔽吞吐量方面优于传统的单干扰源方法，且最大隐蔽吞吐量随着辅助者总数的增加而显著提高，验证了该方案的有效性和优越性.
2021-05-12 cs.IT math.IT
The Degraded Gaussian Diamond-Wiretap Channel
在本文中，我们提出了非平凡的上界和下界的保密能力的退化高斯钻石窃听信道，并确定了几个范围内的信道参数，这些界限符合有用的直觉。此外，我们调查的窃听者的存在对容量的影响。我们考虑以下两种关于随机性的可用性的场景：1）在源和两个中继处有共同的随机性，以及2）仅在源处有随机性，并且在中继处没有可用的随机性。我们通过考虑两个中继信号之间的相关性和每个编码器处的随机性的可用性来获得上界。对于下界，我们提出了两种类型的编码方案：1）解码和转发方案，其中的中继协作发送的消息和虚构的消息和2）部分DF方案与多编码，其中每个中继发送一个独立的部分消息和整个或部分虚构的消息使用依赖码字。
2015-04-22 cs.IT math.IT
Private Randomness Agreement and its Application in Quantum Key Distribution Networks
我们定义了一个著名的问题的私人消息传输的变化。这个新的问题被称为私人随机性协议（PRA），它允许两个参与者访问一个公共的、经过认证的通道，并且“消息”不是先验固定的。相反，参与者的目标是就一个计算上无限的对手完全未知的随机字符串达成一致。我们定义了隐私和可靠性，并表明PRA不能在一个单一的回合中解决。然后，我们表明，它可以解决在三轮，虽然指数成本，并给出了一个有效的四轮协议的基础上多项式评估。
2023-02-14 cs.IT math.IT
Frequency hopping does not increase anti-jamming resilience of wireless channels
从信息论的角度分析了跳频对无线信道抗干扰保护的有效性。发送方可以一次将其符号输入到几个频率子带中的一个。每个子带信道被建模为加性噪声信道。假设发送者和接收者之间没有共同的随机性。结果表明，当且仅当发送端功率严格超过干扰端功率时，系统容量为正，且等于公共随机辅助容量。因此，与在任何固定频率子带上的传输相比，跳频对于干扰不是更有弹性，但它确实增加了容量。CR容量的上限和下限。
2015-12-21 cs.IT math.IT
Secret Key Generation via Pulse-Coupled Synchronization
提出了一种新的无线网络中共享公共随机性和生成密钥的框架。特别是，被认为是一个网络的用户配备脉冲振荡器（PO）和耦合机制之间。这种机制存在于同步的生物和自然系统中，并且已经被利用来提供分布式网络中的同步。我们表明，自然存在的初始随机相位差之间的PO在网络中可以被用来提供几乎相同的共同随机性的用户。这种随机性是从网络中的同步时间中提取的。这种随机性的熵上的界限推导出一个两用户系统和一个猜想是一个一般的$n$用户系统。然后，一个三终端的情况被认为是包括两个合法的用户和一个被动的窃听者，被称为夏娃。由于在实际设置中，Eve接收具有传播延迟的脉冲，所以她不能识别准确的同步时间。一个简化的模型，然后被认为是夏娃的接收机，然后上界的秘密密钥的生成速率。此外，它示出，在某些条件下，所提出的协议是弹性的有源干扰机配备了类似的脉冲发生机制。
2019-10-27 cs.IT math.IT
Randomness Efficient Steganography
隐写协议使人们能够通过公共通信信道将秘密消息嵌入到不显眼的数据中，使得除了发送者和预期的接收者之外，没有人能够检测到秘密消息的存在。在本文中，我们提供了一个新的可证明安全的，私钥隐写加密协议的安全的框架中的Hopper等人。我们首先提出了一个“一次性隐写系统”，允许双方传输的消息的长度最多的共享密钥与信息理论的安全保证。伪随机发生器（PRG）的使用允许以与这样的发生器允许对长于对称加密中的密钥的消息使用一次性密码本加密相同的方式安全地传输较长的消息。与以前的工作相比，我们的构造的优点是随机性效率：在信息论设置中，我们的协议使用长度为（1+o（1））n位的共享秘密密钥嵌入长度为n位的消息，同时实现安全性2^{-n/log^{O（1）}n};简单地说，当n趋于无穷大时，这给出了密钥对消息的速率为1（先前的最佳结果实现了大于1的恒定速率，而不管所提供的安全性如何）。从这个意义上说，我们的协议是第一个真正的随机有效的隐写系统。此外，在我们的协议中，我们可以允许共享秘密密钥的一部分是公开的，而保留精确的n个私钥位。在这种设置下，通过分离共享密钥的公共和私有随机性，我们实现了2^{-n}的安全性。我们的研究结果是随机抽取器应用于隐写系统设计的结果。据我们所知，这是第一次提取已应用于隐写。
2012-02-03 cs.CR cs.IT math.IT
Timely NextG Communications with Decoy Assistance against Deep Learning-based Jamming
针对受深度学习窃听者干扰的下一代通信时间敏感信息传输问题，提出基于诱饵的抗干扰策略，分析信息年龄与功率控制影响，验证了用诱饵保障及时传输、缓解攻击的可行性。
2024-10-10 cs.IT math.IT
The Role of Common Randomness Replication in Symmetric PIR on Graph-Based Replicated Systems
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文研究了基于图的复制系统中对称PIR的公共随机性复制作用，分析了两种公共随机性分配方式对SPIR容量的影响，并证明了实现SPIR所需的最小公共随机性大小等于消息大小。
2026-02-18 cs.CR cs.IT cs.NI
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
The Capacity of Anonymous Communications
我们考虑的通信场景中，K个发射机每个连接到一个共同的接收机与正交无噪声链路。其中一个发送器有一个消息给接收器，接收器被禁止从信息论的意义上了解关于哪个发送器发送消息的任何信息（发送器匿名是有保证的）。匿名通信的容量是每比特总通信中可以匿名通信的所需信息的最大比特数。对于这个匿名通信问题，在一个具有K个发送器和1个接收器的并行信道上，我们证明了容量是1/K，即，为了匿名地传送1比特，每个发射机必须发送1比特信号。此外，要求每个发射机每消息比特具有至少1比特相关随机性（与消息无关），并且在所有K个发射机处的相关随机性的大小为每消息比特至少K-1比特。
2018-04-04 cs.IT math.IT
Secure Two-Way Transmission via Wireless-Powered Untrusted Relay and External Jammer
在本文中，我们提出了一种双向安全通信方案，其中两个收发器交换机密消息，通过无线供电的不可信放大转发（AF）中继在存在外部干扰。我们考虑友好干扰（FJ）和高斯噪声干扰（GNJ）的情况。基于中继的时间交换（TS）架构，数据传输分三个阶段完成。在第一阶段中，能量匮乏的节点，不可信的中继和干扰机，由来自源的非信息射频（RF）信号充电。在第二阶段，两个源发送它们的信息信号，同时，干扰机发送人工噪声来迷惑好奇的中继。最后，第三阶段专用于将接收信号的缩放版本从中继转发到源。对于建议的安全传输方案，我们推导出新的封闭形式的下界表达式遍历保密和率（ESSR）在高信噪比（SNR）制度。我们进一步分析渐近ESSR，以确定关键参数，高信噪比斜率和高信噪比功率偏移的干扰为基础的情况。为了突出所提出的FJ的性能优势，我们还研究了无干扰（WoJ）的情况。最后，数值例子和讨论提供了一些工程的见解，并证明了不同的系统参数的保密性能所考虑的通信场景的影响。数值结果表明，所提出的FJ显着优于传统的单向通信和星座旋转的方法，以及我们提出的基准，双向WoJ和GNJ的情况。
2018-03-01 cs.CR cs.IT cs.NI
Reliable Deniable Communication: Hiding Messages in Noise
发送方Alice可能希望通过二进制对称信道（BSC）向接收方Bob可靠地发送消息，同时确保她的传输可被窃听方Willie否认。也就是说，如果威利在一个比给鲍勃的BSC“噪音大得多”的BSC上收听爱丽丝的传输，他甚至不能估计爱丽丝是否在传输。我们考虑两种情况。在我们的第一个场景中，我们假设从Alice到Bob和Willie的信道转移概率对所有各方都是完全已知的。在这里，即使当爱丽丝的（潜在的）通信方案是公开的威利（爱丽丝和鲍勃之间没有共同的随机性），我们证明，在'n'通道使用爱丽丝可以传输长度为O（sqrt{n}）位的消息给鲍勃，可否认威利。我们还证明了这个结果的信息论序最优性。在我们的第二种情况下，我们允许信道转移概率参数的知识的不确定性。特别是，我们假设鲍勃和威利的信道转移概率均匀地从一个已知的间隔。在这里，我们证明了，与前面的设置相反，Alice可以可靠地和可否认地（再次，没有常见的随机性）传递O（n）位的消息。我们给出了一个可扩展性的结果和一个匹配的逆这个设置。我们的工作建立在Bash等人在AWGN信道上的工作基础上（但具有共同的随机性），并且在两个重要方面与其他最近的作品（Wang等人和Bloch）不同-首先，我们的可否认性度量是变分距离（与Kullback-Leibler发散相反），其次，我们的技术与这些作品显着不同。
2016-07-11 cs.IT math.IT
Embedding Information in Policy Randomness: Distribution-Preserving Implicit Communication in MDPs
Imperial College London（帝国理工学院）
本文提出PRAM编码方案，在不改变规定动作分布的前提下，通过调节随机策略的动作实现隐式通信，可渐近可靠解码消息，在多比特策略水印等应用中有效。
2026-10-14 cs.AI cs.IT math.IT
Secure Private Information Retrieval from Colluding Databases with Eavesdroppers
私有信息检索（PIR）的问题是从在$N$数据库中复制的$K$消息中检索出一个消息，而不向数据库揭示所需消息的身份。我们考虑的问题PIR与勾结的服务器和窃听，命名为T-EPIR。具体地，$N$数据库中的任何$T$都可以串通，即它们可以与用户进行交互以猜测所请求消息的身份。窃听者很想知道数据库，可以窃听任何$E$数据库的传入和传出传输。数据库共享窃听者和用户未知的一些公共随机性，并且使用公共随机性来生成答案，使得窃听者不能获知关于$K$消息的任何信息。将$R^*$定义为所需消息信息比特数与总下载比特数的最佳比率，将$ρ^*$定义为共享公共随机性的信息比特与所需文件的信息比特的最佳比率。在我们以前的工作中，我们发现，当$E \geq T$，可以达到的最佳比例等于$1-\frac{E}{N}$。在这项工作中，我们专注于当$E \leq T$。我们得到了一个外边界$R^* \leq (1-\frac{T}{N}) \frac{1-\frac{E}{N} \cdot (\frac{T}{N})^{K-1}}{1-(\frac{T}{N})^K}$。我们还得到了$ρ^* \geq \frac{\frac{E}{N}(1-(\frac{T}{N})^K)}{(1-\frac{T}{N})(1-\frac{E}{N} \cdot (\frac{T}{N})^{K-1})}$的一个下界。对于可扩展性，…
2017-10-03 cs.IT math.IT
Symmetric Private Information Retrieval with User-Side Common Randomness
本文研究了具有用户端公共随机性的对称私有信息检索问题。在SPIR中，用户从来自$N$非共谋和复制的数据库的$K$消息中检索消息，使得没有单个数据库知道检索到的消息索引（用户隐私），并且用户除了检索到的消息之外什么也不知道（数据库隐私）。SPIR的容量小于PIR的容量，PIR仅需要用户隐私，在单个数据库的情况下是不可行的，并且需要在数据库之间共享公共随机性。我们介绍了一个新的变种SPIR的用户提供了一个随机子集的共享数据库共同的随机性，这是未知的数据库。我们确定三元组$(d, ρ_S, ρ_U)$的确切容量区域，其中$d$是下载成本，$ρ_S$是共享数据库（服务器）公共随机性的量，$ρ_U$是可用的用户端公共随机性的量。我们表明，与适量的$ρ_U$，这种新的SPIR实现的能力，传统的PIR。作为一个必然的结果，单数据库SPIR变得可行。此外，用户侧$ρ_U$的存在减少了所需的服务器侧$ρ_S$的量。
2021-05-12 cs.CR cs.DB cs.IT
Broadcast Channel Synthesis from Shared Randomness
针对输出端与输入端共享独立随机源的两用户广播信道合成问题，给出通信与共享随机性速率折中区域的内界及最小通信速率下界，并在若干特例下证明其紧致。
2024-05-08 cs.IT math.IT
Secure Cascade Channel Synthesis
我们研究级联设置中的通道合成，其中自然界在节点1处提供iid序列$X^n$。节点1可以以速率$R_1$向节点2发送消息，节点2可以以速率$R_2$向节点3发送消息。另外，所有3个节点以速率$R_0$共享共同随机性的比特。我们希望沿着级联中的节点生成序列$Y^n$和$Z^n$，使得$(X^n,Y^n,Z^n)$看起来是适当相关的，并且甚至对于知道正在发送的消息的窃听者也是如此。我们的特点之间的最佳权衡的共同随机使用的量和所需的通信速率。我们还解决了任意长的级联的问题，并提供了一个内界级联信道合成没有窃听。
2013-05-19 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
Round Complexity of Common Randomness Generation: The Amortized Setting
我们研究了交互轮数对共同随机数生成（CRG）问题的影响。在CRG问题中，两方Alice和Bob分别接收从源分布$μ$联合提取的样本$X_i$和$Y_i$。双方希望通过交换依赖于每一方的输入和先前消息的消息，就由许多随机比特组成的公共随机密钥达成一致。在这项工作中，我们研究的摊销版本的问题，即，Alice和Bob输出的每个随机比特所需的通信比特数，在所生成的比特数趋于无穷大的极限中。CRG问题的摊销版本已被广泛研究，但很少有人知道这个问题上的相互作用的影响。最近Bafna等人（SODA 2019）考虑了该问题的非摊销版本：他们给出了一个由$r,n\in\mathbb{N}$参数化的源$μ_{r,n}$族，因此使用$r+2$循环的通信可以生成具有$O(r\log n)$通信的该源的公共随机性的$n$位，而使用大致的$r/2$循环，通信复杂度为$Ω(n/{\rm poly}\log n)$。请注意，它们的源是根据目标位数设计的，因此结果不适用于摊销设置。在这项工作中，我们加强了巴夫纳等人的工作。在两个方面：首先，我们表明，结果扩展到摊销设置。我们还将上界和下界中的轮复杂度之间的差距减小到一个加法常数。具体来说，我们表明，对于每对$r,n \in \mathbb{N}$的（摊销）通信复杂性，以产生共同的随机性从源$μ_{r,n}$使用$r+2$轮的$Ω(n)$位的通信是$O(r\log n…
2019-09-01 cs.IT math.IT
The Arbitrarily Varying Wiretap Channel - Secret Randomness, Stability and Super-Activation
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；Universitat Autònoma de Barcelona（巴塞罗那自治大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文研究任意变化窃听信道，定义公共随机性辅助容量并证明多字母及单字母公式，分析无公共随机性时的稳定性与不连续性条件，刻画可超激活信道，提出不泄露信息的容量可达码类。
2016-04-01 cs.IT math.IT
Construction and Analysis of Posterior Matching in Arbitrary Dimensions via Optimal Transport
后验匹配方案，为反馈编码的消息点躺在单位间隔上的无记忆信道，最大化互信息为任意数量的信道使用。然而，一般来说，它并不总是达到任何积极的比率;迄今为止，需要进行详细的分析，以表明它达到的任何积极的比率低于能力。最近的努力已经将编码器和解码器共享的随机“抖动”引入到问题公式中，以简化分析并保证随机化方案实现低于容量的任何速率。受应用程序（例如人机接口）的启发，其中（a）由编码器和解码器共享的公共随机性可能是不可行的，（b）消息点位于高维空间中，我们在这里专注于没有公共随机性的原始公式，并使用最优传输理论来概括高维空间中消息点的方案。通过定义一个更严格的，几乎肯定的，消息解码的概念，我们使用经典的概率技术（例如测量和鞅收敛的变化）建立简洁的必要和充分条件时，消息点可以从无限的观察：Birkhoff遍历随机过程顺序产生的编码器。我们还展示了一个令人惊讶的“全有或全无”的结果：相同的遍历条件是必要的，足以实现任何低于容量的速率。我们提供了这个消息点框架在人机界面和多天线通信中的应用。
2019-01-08 cs.IT math.IT
On the Information Leakage in Private Information Retrieval Systems
我们考虑了私有信息检索（PIR）系统中的信息泄漏问题。信息泄漏可以用单个信息泄漏或总泄漏来衡量。单独消息泄露或简单地单独泄露被定义为用户可以从任何未被请求的单独消息中获取的信息量，而总泄露被定义为用户可以获取的有关所有其他消息的信息量除了被请求的消息之外。在这项工作中，我们的特点之间的权衡最小的下载成本和个人的泄漏，并为总泄漏，分别。提出了新的代码，以实现这些最佳的权衡，这也被证明是最佳的消息大小方面。我们进一步刻画了最小量的共同随机性和总泄漏之间的最佳权衡。此外，我们表明，在个人泄漏，共同的随机性实际上是不必要的，当有两个以上的消息。
2020-03-14 cs.IR 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
Secret Message Transmission by HARQ with Multiple Encoding
两个代理，爱丽丝和鲍勃，通过块衰落信道之间的安全传输可以实现类似于传统的混合自动重传请求（HARQ），让爱丽丝发送多个块，每个包含一个编码版本的秘密消息，直到鲍勃通知爱丽丝成功解码的公共无错误返回信道。在现有文献中，每个块是用Wyner码生成的单个码字的不同打孔版本，该Wyner码对所有块使用共同的随机性。相反，在本文中，我们提出了一种更通用的方法，其中从独立随机性生成多个码字。类的通道，可解码性和保密性是确保其特征在于，与推导的存在的秘密代码。我们特别表明，类是不是一个平凡的子集（或超集）的现有计划，从而突出了新颖的解决方案。通过推导平均可实现的保密吞吐量，从而考虑到解码和保密中断的结果进一步证实。
2014-01-14 cs.CR 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
Jamming Aided Covert Communication with Multiple Receivers
我们认为，一个发射机隐蔽地与多个接收机的帮助下，一个友好的干扰机。用于不同接收机的消息在相互正交的频带中传输。敌方观察所有这些频段，旨在检测是否发生通信，而友好的干扰机广播干扰信号，以降低敌方的检测性能。考虑了块瑞利衰落信道模型，并在两种情况下对隐蔽通信的性能进行了评估：1）无线信道变化缓慢，使得传输在一个信道相干时间块内结束; 2）无线信道变化快速，使得在整个传输完成之前无线信道已经改变了几次。在前一种情况下，受隐蔽性约束，我们最大化的有效速率的总和，通过优化每个接收机的发射功率分配和传输速率。在后一种情况下，我们考虑到信道训练过程，并受到隐蔽性约束，我们最大化的遍历速率的总和，通过优化功率分配和导频长度。虽然这两个优化问题都是非凸的，但我们给出了求其全局最优解的方法。此外，我们还提出了寻找次优解的方法，具有较低的计算复杂性。数值结果给出了两种情况下的性能进行评估。
2021-03-02 cs.IT math.IT
Classical-Quantum Arbitrarily Varying Wiretap Channel: Secret Message Transmission under Jamming Attacks
我们分析了任意变化的经典量子窃听信道，这些信道同时受到两种攻击：一种是被动的（窃听），另一种是主动的（干扰）。我们以前的工作进展，通过引入一个减少类的允许代码，满足更严格的保密要求比以前的定义。此外，我们证明了合法链接的非对称性足以使确定性和共同随机性辅助的保密能力相等。最后，我们重点分析了这两种保密容量的解析性质：完整地刻画了它们的间断点，以及它们的超激活性质。
2017-02-12 cs.IT math.IT
Identification over Additive Noise Channels in the Presence of Feedback
我们分析了确定性的消息识别通过信道与非离散加性白噪声和无噪声反馈链路下的平均功率和峰值功率的限制。识别任务是后香农理论的一部分。为了提高某些应用的信息传输效率，考虑香农方法之外的通信系统是有用的。我们提出了一个编码方案，首先产生无限的共同随机发送者和接收者之间。如果信道具有正的消息传输反馈能力，对于给定的错误阈值和足够大的块长度，则使用该公共随机性来构造任意大的确定性识别码。特别是，确定性识别反馈能力是无限的，无论缩放（指数，双指数等）。选择能力定义。显然，如果除了使用反馈之外还允许随机编码，则这些结果继续保持。
2022-02-17 cs.IT math.IT
Simultaneous transmission of classical and quantum information under channel uncertainty and jamming attacks
我们推导出在可能受到恶意第三方攻击的情况下，通过量子信道同时传输经典信息和纠缠的通用码。这些码对不同类型的信道不确定性具有鲁棒性。为了构造这样的通用码，我们调用和推广的经典和量子信息传输通过量子信道的随机码的性质。我们表明这些代码是最佳的，通过给出多个字母的表征区域对应的复合量子信道的能力，同时传输和产生纠缠与经典的消息。此外，我们给二分法的声明，我们的特点是任意变化的量子信道的经典信息和纠缠的同时传输的能力。这些包括其中存在于任意变化的信道模型中的恶性干扰是经典的（选择乘积形式的信道状态）和完全量子的（能够进行一般攻击，而不一定是乘积形式）的情况。
2018-10-24 cs.IT math-ph math.IT
Analysis of Channel-Based User Authentication by Key-Less and Key-Based Approaches
用户身份验证（UA）支持接收方决定消息是来自声称的发送方还是来自假冒的攻击者。在加密方法中，消息使用非对称或对称密钥签名，并且需要随机性源来生成密钥。在物理层认证（PLA）中，接收方检查接收到的消息是否来自同一个源，是否经过同一个通道。我们通过将物理层通道特征视为生成密钥的随机性源来比较这些解决方案，从而可以立即与PLA（已经使用这些特征）进行比较。对于密钥方法，我们使用秘密密钥协议，而对于非对称密钥，信道被用作发送端的熵源。我们专注于一个无限数量的独立和相同分布的信道实现的渐近情况下，显示所有方案的正确性和分析的安全认证率，这表明率，UA安全被打破的概率为零，所使用的信道资源（生成的密钥或PLA）的数量趋于无穷大。被动和主动攻击被认为是和数值结果，我们比较各种系统。
2017-07-14 cs.IT math.IT
Robust Joint Message and State Transmission under Arbitrarily Varying Jamming
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
本文研究了在任意变化干扰下的鲁棒联合信息与状态传输，提出了确定性的编码方案，并给出了容量-失真函数的下界及容量达到的案例。
2026-02-18 cs.IT math.IT
Symmetric Private Information Retrieval (SPIR) on Graph-Based Replicated Systems
该研究针对图结构复制数据库的SPIR场景，提出可实现方案得到一般图的SPIR容量下界，证明了消息特定随机性的最小规模要求，并推导出路径图与正则图的精确SPIR容量。
2025-09-03 cs.CR cs.DB cs.IT
Comparison Between Asymmetric and Symmetric Channel-Based Authentication for MIMO Systems
身份验证是安全性的关键要素，接收方通过身份验证确认消息的发送方身份。典型的方法包括应用层基于密钥的身份验证或物理层身份验证（PLA），其中如果消息看起来已经通过合法通道，则认为该消息是真实的。在这两种情况下，都需要随机性的来源，而对于PLA，利用了通信信道的随机性。在本文中，我们比较了各种方法在所有情况下使用的通道作为随机性的来源。我们考虑一个多输入多输出（MIMO）系统与有限数量的天线。简单的自回归（AR）模型，其演变以及合法和攻击者通道的关系被认为是。在这种情况下，攻击者可以预测用于基于密钥的身份验证的密钥，也可以伪造在PLA的合法接收方估计的信道。分析包括对称和非对称的基于密钥的身份验证。我们比较了方案的虚警和漏检概率，我们概述了最佳的攻击策略。
2017-06-12 cs.IT math.IT
Effect of Full Common Randomness Replication in Symmetric PIR on Graph-Based Replicated Systems
该研究针对图复制数据库场景下的对称私有信息检索问题，提出将PIR方案转换为SPIR方案的算法以建立容量下界，推导了路径图、环图的更紧容量上界，并确定三顶点路径图的SPIR容量为1/2。
2025-10-29 cs.CR cs.DC cs.IT
Secure Cascade Channel Synthesis
我们考虑的问题，产生相关的随机变量在分布式的方式，其中通信被约束到级联网络。级联中的第一个节点观察i.i.d.在沿级联启动通信之前，在本地对$X^n$进行排序。所有节点共享独立于$X^n$的公共随机性位。我们认为安全的合成-随机变量产生的系统似乎是适当的相关性和独立同分布。甚至对于知道通信传输的窃听者也是如此。我们的特点之间的最佳权衡的共同随机使用的量和所需的通信速率。我们发现，共同的随机性不仅有帮助，它的使用超过了通信速率的要求。最有效的方案是基于叠加码本，其中第一节点为所有下游节点选择消息。我们还提供了相关问题的一个短暂的看法，展示了最佳速率区域可能会缩小或扩大。
2016-06-09 cs.IT math.IT
Communication With Adversary Identification in Byzantine Multiple Access Channels
我们介绍的问题，确定拜占庭用户（内部对手）在通信系统中的身份。我们考虑一个两用户离散无记忆多址接入信道，其中任何一个用户可能会偏离规定的行为。由于信道的噪声性质，尝试检测所有偏差可能会受到过度限制。在我们的配方中，我们只需要检测偏差，阻碍非偏差用户的消息的解码。当两个用户都不偏离时，需要正确的解码。当一个用户偏离时，解码器必须输出一对消息，其中非偏离用户的消息是正确的，或者识别偏离用户。用户和接收者不共享任何随机性。结果包括一组信道的通信是可行的，和一个内部和外部约束的能力区域的表征。
2021-05-07 cs.IT math.IT
On PIR and SPIR Over Gaussian MAC
本文研究高斯AWGN MAC上的PIR与SPIR，提出低复杂度联合编码方案，使有限参数速率优于C&F并逼近无隐私约束容量，同时给出两种SPIR实现。
2025-08-31 cs.IT math.IT
Byzantine Multiple Access Channels -- Part II: Communication With Adversary Identification
研究两用户离散无记忆多址接入信道中拜占庭用户的识别问题，提出通信可行的信道集合刻画及容量区域内外界，并证明在非空内部下确定性与随机化编码容量区域相同。
2024-09-25 cs.IT math.IT
Arbitrarily Small Amounts of Correlation for Arbitrarily Varying Quantum Channels
作为我们的主要结果，我们表明，为了实现一个有限的任意变化的量子信道的随机性辅助的消息和纠缠传输容量，它是不必要的，发送方和接收方共享（渐近完美）共同的随机性。相反，它们每个都可以访问相关的二分源的一部分的无限数量的使用就足够了。这种访问可能被限制为每个通道使用的任意小（非零）部分，而不改变主要结果。我们研究共同随机性的概念。事实证明，这是一个非常昂贵的资源-一般来说，它不能通过本地处理一个二分源。这个结果突出了我们主要结果的重要性。同时，证明了在有限个任意变化的量子信道上经典信息传输的最大和平均误差准则的渐近等价性。最后，我们证明了有限个任意变化的量子信道的一个简化的对称性条件。
2013-10-13 cs.IT math-ph math.IT
Entanglement-of-formation potentials for feedback-assisted classical communication and randomness distillation
School of Electrical and Computer Engineering, Cornell University（康奈尔大学电气与计算机工程学院）
本文提出形成纠缠势方法，证明反馈辅助通信容量界并精确评估振幅阻尼信道，区分单向与双向随机性蒸馏，揭示双向协议通过保留量子关联超越单向极限。
2026-10-06 cs.IT math.IT quant-ph
