Derandomizing compressed sensing with combinatorial design
压缩感测是根据比单纯预期少得多的测量来重构结构化$n$维向量的技术。大量的分析重建保证支持这一信条。其中最强的是基于高维概率论的深入结果，这些结果要求测量设计具有相当大的随机性。在这里，我们证明了去随机化技术允许大大减少这种证明策略所需的随机性。更确切地说，我们建立统一的s-稀疏重建保证$C s \log (n)$测量，分别从强度四正交阵列和最大集的相互无偏基地，独立选择。这些是高度结构化的$\tilde{C} n^2$向量族，以（部分）去随机化的方式模仿符号伯努利和标准高斯向量。
2018-12-19 cs.IT math.CO math.IT
The Power of Shared Randomness in Uncertain Communication
在最近的工作（Ghazi等人，SODA 2016），作者与Komargodski和Kothari一起发起了上下文不确定性通信的研究，这是一种旨在了解当通信方不完全共享巨大上下文时如何有效通信的设置。在该设置中，Alice被给予函数$f$和输入字符串$x$，Bob被给予函数$g$和输入字符串$y$。对$(x,y)$来自一个已知的分布$μ$和$f$和$g$在这个分布下保证是接近的。Alice和Bob希望以高概率计算$g(x,y)$。以前的工作表明，在标准模型中具有单向通信复杂度$k$的任何问题在不确定情况下都具有公共硬币通信$O(k(1+I))$位，其中$I$是$x$和$y$之间的互信息。还示出了公共硬币不确定通信上的$Ω(\sqrt{I})$比特的下限。一个悬而未决的重要问题是，公共随机性给不确定的沟通带来了多大的影响。在不确定的情况下，Alice和Bob能在不使用公共随机性的情况下实现有效的通信吗？公共币协议在克服不确定性方面有多强大？受这两个问题的启发：-我们证明了私人硬币不确定通信和公共硬币不确定通信之间的第一个分离。我们展示了一个函数类，其中标准模型中的通信和公共硬币不确定通信是$O(1)$，而私人硬币不确定通信是输入长度$n$的增长函数。- 我们改进了以前关于公共硬币不确定通信的工作的下界。我们展示了一个函数类和一个分布（具有$I \approx n$），其中单向确定通信是…
2017-05-02 cs.IT math.IT
Common Randomness Generation over Slow Fading Channels
分析了在具有加性高斯白噪声（AWGN）和任意状态分布的单输入单输出（SISO）慢衰落信道中，相关离散信源在单向通信辅助下的公共随机性（CR）生成问题。慢衰落信道实际上与无线通信相关。我们完全解决了SISO慢衰落的情况下，通过建立相应的中断CR容量使用我们的表征其信道中断容量。所产生的CR可以被用来提高识别方案的性能增益。在许多新的应用中，后者被认为比经典的传输方案更有效，这些应用需要超可靠的低延迟通信。
2021-06-07 cs.IT math.IT
A General Formula for Uniform Common Randomness Capacity
我们推广了由Ahslwede和Csiszár最初建立的统一的公共随机容量公式，用于从独立同分布（i.i.d.）将在速率受限离散无噪声信道上进行单向通信的离散源扩展到单向通信在任意单用户信道上的情况。在我们的证明中，我们将使用Verdú和Han为任意点对点信道建立的传输容量公式。
2022-09-09 cs.IT 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
Communication-Rounds Tradeoffs for Common Randomness and Secret Key Generation
研究了交互作用在公共随机数生成（CRG）和秘密密钥生成（SKG）问题中的作用。在CRG问题中，两个参与者Alice和Bob分别获得样本$X_1,X_2,\dots$和$Y_1,Y_2,\dots$，其中$(X_1,Y_1)$、$(X_2, Y_2)$、$\dots$对独立于某个已知概率分布$μ$而被绘制。他们希望交流，以便就$L$的随机性达成一致。SKG问题是CRG问题的限制，要求密钥接近随机，即使是窃听者也可以监听他们的通信（但不能访问Alice和Bob的输入）。在这项工作中，我们研究了CRG和SKG问题中的通信量和交互轮数之间的关系。具体地说，我们构建了一个家庭的分布$μ= μ_{r, n,L}$，参数化的整数$r$，$n$和$L$，这样对于每个$r$存在一个常数$b = b(r)$，CRG（分别SKG）是可行的，当$(X_i,Y_i) \sim μ_{r,n,L}$与$r+1$轮的通信，每个$O(\log n)$位组成，但当限制到$r/2 - 3$轮的互动，总的通信必须超过$Ω(n/\log^{b}(n))$位。在我们的工作之前，没有分离已知的$r \geq 2$。
2018-08-27 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
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$O(r\log n…
2019-09-01 cs.IT math.IT
Private Sum Computation: Trade-Offs between Communication, Randomness, and Privacy
The University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校）；New Jersey Institute of Technology（新泽理工学院）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本文研究了在隐私约束下实现私有求和计算的通信、随机性和隐私之间的权衡，证明了秘密共享在生成本地随机性中的必要性。
2026-02-05 cs.CR cs.IT math.IT
Communication and Randomness Lower Bounds for Secure Computation
在安全多方计算（MPC）中，相互不信任的用户合作计算他们的私有数据的函数，而不向其他用户透露关于他们的数据的任何附加信息。虽然已知在诚实但好奇的模型中，$n$用户（通过安全且无噪声的链路连接，并且可以访问私有随机性）之间的信息理论上安全的MPC可以对抗少于$n/2$用户的共谋，但是对安全计算的通信和随机性复杂性的了解相对较少。在这项工作中，我们采用信息理论的技术来获得安全MPC所需的通信量和随机性的下限。我们将自己限制到一个具体的交互式设置，涉及3个用户，在诚实但好奇的模型中，所有功能都可以安全地计算，防止单个用户的腐败。我们推导出完美安全情况（即，零错误和无信息泄漏）和渐近安全性（其中错误和信息泄漏的概率随着块长度变为$\infty$而消失）。我们的技术包括使用残差信息的数据处理不等式（即，互信息和Gács-Körner公共信息之间的差距）、3用户协议的一种新的信息不等式以及分布交换的思想。我们的下界被证明是紧的各种功能的利益。特别是，我们展示了具有“通信理想”协议的具体函数，即，其在网络中的所有链路上同时实现最小通信量，并且还使用最小量的随机性。此外，我们获得了第一个明确的例子，一个函数，招致更高的通信成本比输入长度的安全计算模型中的“Feige，Kilian，和Naor [STOC，1994]”，谁已经表明，这样的功能存在。
2016-05-10 cs.CR cs.IT math.IT
Coordination Through Shared Randomness
我们研究了一个分布式采样问题，一组处理器要输出（近似）独立和相同分布的样本从一个联合分布的帮助下，从一个协调员的共同消息。每个处理器都可以访问来自一组独立的“共享”随机性源的源子集。我们考虑两种情况-在“全知的协调设置”，协调员可以访问所有这些共享随机性的来源，而在“健忘的协调设置”，它可以访问没有。所有处理器和协调器可以私下随机化。在全知的协调器设置，当在处理器的子集是不相交的（单独共享的随机模型），我们的特点所需的通信速率从协调器的处理器通过多播链路。对于两个处理器的情况，最佳速率匹配Gastpar和Sula（2019）提出的放松Wyner公共信息的特殊情况，从而为后者提供了操作意义。我们还给出了一个上限的通信速率的“随机性的额头”模型，每个处理器观察所有，但一个源的随机性，我们给出了一个可实现的策略，处理器可以访问任意子集的随机性源的一般情况下。此外，我们考虑一个更一般的模型，其中的处理器观察组件的相关源（与协调员观察所有的组件），其中我们的通信速率的特征时，所有的处理器希望输出相同的随机序列。在不经意的协调设置，我们完全特征之间的通信和共享的随机性率的一般情况下，处理器可以访问任意子集的随机性源之间的权衡区域。
2021-06-17 cs.IT math.IT
Resource-Efficient Common Randomness and Secret-Key Schemes
我们研究的是两方都能访问身份证的共同随机性。来自已知随机源的样本，并且希望使用有限（或不）通信以最大可能的一致概率生成共享随机密钥。这个问题是密码学中秘密密钥生成的核心，与不确定性下的通信和局部敏感散列有关。我们采取的方法治疗相关的来源作为一个关键的资源，并询问是否可以产生共同的随机性资源效率。我们认为，在这个设置中产生的相关位和相关高斯两个显着的来源。我们设计的第一个明确的计划，只使用多项式数量的样本（在密钥长度），使球员可以生成共享密钥，同意使用最佳通信的恒定概率。最好的以前已知的计划都是非建设性的，并使用指数数量的样本。在摊销的设置，我们的特点是最大的可实现的比例的密钥长度通信的外部和内部的信息成本，两个研究的数量在理论计算机科学。在宽松的设置，双方只是希望提高长度$k$生成的密钥之间的相关性，我们表明，有没有交互式协议使用$o(k)$位的通信协议概率甚至小到$2^{-o(k)}$。对于相关的通信问题，其中参与者希望使用i.i.d.计算其输入的联合函数$f$。从一个已知的源样本，我们给出了一个零通信协议使用$2^{O(c)}$位，其中$c$是交互式随机公共硬币通信复杂性的$f$。这与先前显示的下限相匹配，而先前已知的最佳上限在$c$中是双指数的。
2017-07-25 cs.CC cs.IT math.IT
Randomized Distributed Function Computation (RDFC): Ultra-Efficient Semantic Communication Applications to Privacy
Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；Linköping University（林雪平大学）
RDFC通过随机化方法实现隐私保护的高效语义通信，其在无共享随机性时仍优于无损传输，且在有限块长下隐私性能显著提升。
2026-03-10 cs.CR cs.DC cs.IT
Achieving the Exactly Optimal Privacy-Utility Trade-Off with Low Communication Cost via Shared Randomness
本文利用共享随机性和区组设计分解方法，构造了在局部差分隐私下实现精确最优隐私-效用权衡且通信成本不超过输入数据大小的LDP方案，并给出Baranyai分解与循环移位分解两种构造。
2023-07-08 cs.CR cs.IT math.IT
Auditing Combinatorial Randomness from Finite Transcripts
Bahcesehir University（巴希谢希尔大学）
针对从m个标签中无放回均匀抽取k个子集的组合随机性，提出基于超单纯形上的边际卡方、对最大值、序列重叠、锚定箱和低维H0/MST几何的审计方法，并证明有限见证保证的样本复杂度与见证数对数相关。
2026-06-23 cs.CR cs.IT math.IT
Inference under Information Constraints II: Communication Constraints and Shared Randomness
Cornell University（康奈尔大学）；IBM Research（IBM研究院）；Indian Institute of Science（印度科学研究所）
中央服务器需要基于分布在多个用户上的样本执行统计推断，每个用户可以向中心发送有限长度的消息。我们研究的问题，分布学习和身份测试在这个分布式推理设置和检查共享的随机性作为一种资源的作用。我们提出了一种通用的模拟和推断策略，该策略仅使用私有硬币通信协议，并且对于分布式学习是样本最优的。这种一般策略甚至对于私有币协议之间的分布测试也是样本最优的。有趣的是，我们提出了一个公共币协议，它在分发测试中的表现优于模拟和推断，实际上是样本最优的。我们的公共币协议的基础是一个随机散列，当应用于样本时，它将样本分布的卡方距离最小化为均匀分布。
2020-10-01 cs.DM cs.DS 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
Incremental and Decremental Secret Key Agreement
本文研究了在一个子集中加入或去掉某些公共随机性时，一组随机变量之间的多元互信息的变化率。这是制定更精确地作为两个新的多终端秘密密钥协议的问题，问如何可以有效地增加保密能力，通过增加共同的随机性的一个小的用户子集，以及如何可以简化源模型，通过删除冗余的共同随机性，不有助于保密能力。组合结构已经澄清了一些有意义的开放问题。
2016-05-06 cs.IT math.IT
Message Transmission over Classical Quantum Channels with a Jammer with Side Information: Correlation as Resource, Common Randomness Generation
在本文中，我们分析了任意变化的经典量子信道（AVCQC）的发送者和接收者使用相关性作为资源的一般模型的容量。在这个通用模型中，干扰机具有关于信道输入的边信息。我们确定了一个单字母公式的相关辅助能力。作为我们的主要结果的一个应用，我们确定了相关辅助的共同随机生成能力。在这种情况下，两个信道用户可以访问相关性作为资源，并进一步使用具有通知的干扰机的AVCQC进行额外的讨论。目标是在两个通道用户之间创建共同的随机性。我们还分析了这些容量公式时，只有少量的相关信号。对于相关性辅助的公共随机生成能力，我们显示了一个额外的有趣的属性：对于足够量的“公共通信”，公共随机生成能力是图灵可计算的，但是如果没有这个公共通信约束，相关性辅助的公共随机生成能力一般来说不是图灵可计算的。此外，我们表明，即使不知道使用最大误差准则的确定性容量的容量公式，我们可以表明，它是不可能的，以评估性能的算法在任何当前或未来的数字计算机。
2020-06-10 cs.IT math.IT
On Secure Communication with Constrained Randomization
在本文中，我们调查如何限制在编码过程中的随机化影响的保密率可实现窃听信道。特别是，我们的特点的保密能力与一个有限的本地源的随机性和一个能力较低的窃听者的信道，这表明，有限的速率招致的保密率惩罚，但不排除保密。我们还讨论了一个更实际的方面，速率限制随机化的背景下，合作干扰。最后，我们表明，安全的通信是可能的随机性的非均匀源，这表明设计强大的编码方案的可能性。
2012-02-24 cs.IT math.IT
Communication for Generating Correlation: A Unifying Survey
在分布式环境中操纵相关随机变量的任务在信息论和计算机科学领域都受到了关注。通常，共享的相关性可以通过少量的通信转换为完全共享的均匀随机变量。这种完美的共享随机性反过来又使许多任务的解决方案成为可能。即使是将完全共享的均匀随机性逆转换为具有期望相关形式的变量，也证明是有见地和技术上有用的。在这篇调查文章中，我们描述了这些问题的最新进展，并列出了相关的措施，可行性结果，性能限制，并指出新的方向。
2019-10-02 cs.IT math.IT
Communication Requirements for Generating Correlated Random Variables
两个熟悉的概念的相关性被重新发现作为极端的工作点，用于模拟离散无记忆通道，其中通道输出仅基于通道输入的描述而生成。Wyner的“公共信息”与所需的最低描述率相吻合。然而，当独立于输入的公共随机性是可用的，必要的描述率减少到香农的互信息。这项工作的特点之间的最佳权衡的数量共同使用的随机性和所需的描述率。
2008-05-01 cs.GT cs.IT math.IT
Common Randomness Generation from Gaussian Sources
我们研究的问题，共同随机性（CR）生成的基本两方通信设置中，发送方和接收方的目标是同意一个共同的随机变量，通过观察独立同分布（i.i.d.）相关高斯源的样本，同时尽可能少地通过噪声无记忆信道进行通信。我们完全解决了这个问题，给出了一个单一的字母表征的CR容量为建议的模型，并通过提供严格的证明it.Interestingly，我们证明了CR容量是无限的高斯源是完全相关的。
2022-01-26 cs.IT math.IT
Communication-Efficient Distributed Computing Through Combinatorial Multi-Access Models
本文提出基于t-设计的编码方案，用于多接入分布式计算模型，在计算负载为1时最小化通信开销，并显著减少归约器节点数量，尽管通信成本有所增加。
2025-08-07 cs.IT math.IT
Strong Coordination over a Line Network
我们研究了三端线网络中的强协调问题，在该网络中，代理使用共同的随机性并通过线网络进行通信，以确保他们的行动遵循规定的行为，由目标联合分布的行动建模。我们提供的内部和外部边界的协调能力区域，并表明这些界限是部分最优的。我们利用这种特性来深入了解沟通和协调之间的相互作用。具体来说，我们表明，共同的随机性有助于实现代理之间的最佳通信速率，并匹配的网络拓扑结构的行为结构，可能会减少代理间的智能体通信率。
2013-05-26 cs.IT math.IT
Strong Coordination over Multi-hop Line Networks
我们分析了多跳线路网络的强协调问题，其中发起协调的节点是终端网络节点。我们假设每个节点都可以访问节点本地的一定量的随机性，并且节点共享一些共同的随机性，这些随机性与显式逐跳通信一起使用以实现强协调。我们得出的权衡所需的网络链路上的通信速率，网络节点的本地随机性的速率，和共同的随机性，以实现强协调的速率之间。我们提出了一个可实现的编码方案，建立使用多层信道可分辨性代码，并建立几个设置中，该方案被证明是提供最好的可能的权衡。
2016-04-08 cs.IT math.IT
Communication Complexity in Locally Private Distribution Estimation and Heavy Hitters
Cornell University（康奈尔大学）
我们考虑隐私和通信约束下的分布估计和重打击（频率）估计的问题。虽然这些限制已被单独研究，一个最优方案是次优的其他。我们提出了一个样本最优的$\varepsilon$ -局部差分私有（LDP）方案的分布估计，其中每个用户只通信一个比特，不需要公共随机性。我们表明，Hadamard响应，最近提出的计划$\varepsilon$ -LDP分布估计也是效用最优的重打击估计。最后，我们表明，不像分布估计，没有公共随机性，只有一个比特就足够了，任何重量级的估计算法，通信$o(\min \{\log n, \log k\})$位从每个用户不能是最佳的。
2019-05-28 cs.DS cs.IT cs.LG
Common Randomness Generation from Sources with Infinite Polish Alphabet
本文研究两方在有噪无记忆信道下从无限波兰字母表信源生成公共随机性的问题，建立了CR容量的单字母上下界，并证明除可数个不连续点外两界相等。
2024-05-03 cs.IT math.IT
Distributed Batch Matrix Multiplication: Trade-Offs in Download Rate, Randomness, and Privacy
本文研究了分布式批矩阵乘法中通信速率、局部随机性与隐私之间的权衡，设定B公开而A私密，在限制串谋服务器信息泄露的条件下，证明了方阵情形下的最优权衡及信息泄露与通信速率的线性关系。
2025-09-18 cs.CR cs.IT math.IT
Pairwise Secret Key Agreement based on Location-derived Common Randomness
三个用户之间的密钥共享的源模型被认为是其中每对他们希望达成一致的秘密密钥隐藏从其余的用户。用户之间的通信有速率限制的公共信道。在此框架下，给出了秘密密钥容量域的内界。此外，我们研究了一个实际的设置，其中利用相关的观察用户的本地化信息共享成对的用户之间的密钥。在此设置的情况下，i.i.d.的关键容量区域的内部和外部边界进行了分析。高斯观测
2015-12-29 cs.IT math.IT
A New Combinatorial Coded Design for Heterogeneous Distributed Computing
Li等人在2015年提出的编码分布式计算（CDC）提供了一种有效的方法来交易计算能力，以减少MapReduce和Spark等一般分布式计算框架中的通信负载。特别地，将映射阶段中的计算负载增加因子r可以创建编码的多播机会，以将混洗阶段中的通信负载减少相同的因子。然而，CDC方案是为同构设置而设计的，其中计算节点上的存储、计算负载和通信负载是相同的。此外，它需要一个指数级的大量输入文件（数据批次），减少功能和多播组相对于节点的数量，以实现承诺的收益。我们提出了一种新的CDC方法的基础上的组合设计，它适应异构网络的节点具有不同的存储和计算能力，解决了CDC的局限性。此外，所提出的方法需要一个指数级更少的输入文件的数量相比，李等人提出的原始CDC计划。同时，由此产生的计算通信权衡保持乘法增益相比，传统的未编码单播和渐近实现李等人提出的最佳性能。
2020-07-21 cs.DC cs.IT math.IT
Common Randomness Generation from Finite Compound Sources
本文研究单向速率受限通信下有限复合源的公共随机性生成问题，给出复合 CR 容量的单字母上下界，并证明其在两类特殊场景下重合。
2024-01-25 cs.IT math.IT
Multi-Party Protocols, Information Complexity and Privacy
我们引入了一个新的信息理论的措施，我们称之为公共信息复杂性（PIC），作为一种工具，用于研究多方计算协议，以及数量，如他们的通信复杂性，或随机性，他们需要在信息理论的私人计算的上下文中。我们能够直接在自然异步消息传递对等模型中使用该度量，并展示了我们的新概念的一些有趣的性质和应用：公共信息复杂性是通信复杂性的下限和信息复杂性的上限;公共信息复杂度和信息复杂度之间的差异提供了协议中使用的随机性量的下限;任何通信协议都可以被压缩到其公共信息成本; $k$方的零错误公共信息复杂度的显式计算，$n$位奇偶校验函数，其中播放器输出输入的逐位奇偶校验。后一个结果还确定了计算该函数的私有协议所需的随机量是$Ω(n)$。
2018-12-17 cs.CC cs.CR cs.IT
Hierarchical Gradient Coding: From Optimal Design to Privacy at Intermediate Nodes
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
本文提出了一种分层梯度编码方案，通过优化通信与计算的权衡，在中间节点实现隐私保护，同时保持最优通信负载。
2025-11-21 cs.IT math.IT
Multiple Access Channel Simulation
本文研究无噪声多址网络中的两用户 MAC 模拟，刻画共享随机性对通信速率的影响，证明条件独立情形下内界紧致并给出一般内外界。
2022-06-16 cs.IT math.IT
A Combinatorial Design for Cascaded Coded Distributed Computing on General Networks
编码理论的方法已经发展到显着减少现代分布式计算系统中的通信负载。特别地，Li等人提出的编码分布式计算（CDC）可以有效地交换计算资源以减少MapReduce类计算系统中的通信负载。对于更一般的级联CDC，在r个节点处重复Map计算，以显著减少负责计算Q Reduce函数s次的节点之间的通信负载。在本文中，我们提出了一种新的低复杂度的级联CDC的组合设计，1）确定输入文件和输出函数的分配，2）需要显着较少的输入文件和输出函数的数量，和3）操作在异构网络中的节点具有不同的存储和计算能力。我们提供了一个分析表征的计算-通信的权衡，从我们所提出的方案可以优于国家的最先进的计划由李等人提出的同构网络。此外，当网络是异构的，我们表明，所提出的方案的性能可以优于其同类。此外，该方案是最佳的信息理论的逆界的一个常数的因素，同时固定的输入文件和输出功能的分配。
2020-08-02 cs.CC cs.DC cs.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
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
Total insecurity of communication via strong converse for quantum privacy amplification
量子保密放大是量子密码学的核心任务。给定共享随机性，它最初与窃听者持有的量子系统相关，目标是提取与后者解耦的均匀随机性。这个任务的最佳速率是已知的，以满足强逆属性，我们提供了一个下界相应的强逆指数。在强逆区域中，协议的最终状态与期望解耦状态的距离在渐近极限处指数快速收敛到其最大值。我们表明，这必然会导致完全不安全的通信建立窃听者可以推断出任何发送的消息的确定性，当给定非常有限的额外信息。事实上，我们证明，在强逆区域，窃听者有一个指数的优势，正确推断发送的消息，相比，可验证性区域。此外，我们建立了以下技术结果，这是我们的证明的中心，是独立的利益：平滑参数的平滑最大相对熵满足强逆性质。
2022-02-22 cs.IT math-ph math.IT
Deterministic Compression with Uncertain Priors
我们考虑当信息源和目的地在先验上不一致时的信息压缩任务，即，从其中生成信息的分布。Kalai等人（ICS 2011）之前考虑过这种设置，他们认为这是人类交流的自然模型，有效的压缩方案可以深入了解自然语言的行为。Kalai等人给出了一个性能接近最优的压缩方案，假设源和目的地共享一些均匀的随机性。在这项工作中，我们探讨了这种随机性的需要，并给出了一些非平凡的上界确定性通信复杂性这个问题。在这个过程中，我们引入了一个新的家庭的结构图的常数分数色数的（积分）色数原来是一个关键组成部分，在分析的通信复杂性。我们提供了这些图的色数的一些非平凡上界来获得我们的上界，同时使用这些图的变体的下界来证明一些解决通信复杂性问题的自然方法的下界。我们的问题的通信复杂性和底层图的色数的紧密分析仍然是开放的。
2012-11-25 cs.CC cs.IT math.IT
Common Information and Secret Key Capacity
本文研究了一对终端观测相关信源，并在无噪声公共通信信道上通信的情况下，产生最大速率的秘密密钥的问题。我们的主要结果建立了一个最大速率秘密密钥的生成和一个共同的随机性，使两个终端的观察条件独立的生成之间的结构等价。这种公共随机性的最小速率，称为交互式公共信息，与Wyner的公共信息概念有关，并且用于表征生成最佳速率秘密密钥所需的交互式公共通信的最小速率。当交互的轮数有界时，这种表征产生了上述通信速率的单字母表达式。我们的研究结果的应用表明，相互作用不会降低这种速率的二进制对称源。此外，我们提供了一个例子，其中的互动降低了最低通信速率。此外，建立了可能具有独立兴趣的公共信息量的某些不变性。
2013-04-09 cs.IT math.IT
On the Communication Complexity of Secret Key Generation in the Multiterminal Source Model
在Csiszar和Narayan的多终端信源模型中，通信复杂性是指生成最大速率秘密密钥（SK）所需的公共通信的最小速率。Tyagi最近描述了双终端系统的这种通信复杂性。我们延长的想法Tyagi的工作中得到一个下界的通信复杂性在一般的多终端设置。在完全图成对独立网络（PIN）模型的重要特例中，我们的界允许我们确定精确的线性通信复杂性，即，当通信和SK被限制为在终端处可用的随机性的线性函数时的通信复杂性。
2014-01-11 cs.IT math.IT
Channel-Aware Optimal Transport: A Theoretical Framework for Generative Communication
本文研究生成通信中的信道感知最优传输问题，证明有公共随机性时分离架构渐近最优，无公共随机性时提出一种优于分离和未编码方案的混合编码方案以最小化端到端失真。
2024-12-26 cs.IT math.IT
Source Coding for Synthesizing Correlated Randomness
我们考虑这样一种场景，其中向两方Alice和Bob提供$X_{1}^{n}$和$X_{2}^{n}$--来自PMF $P_{X_1 X_2}$的IID样本。Alice和Bob可以分别通过速率为$R_1$和$R_2$的（无噪声）通信链路与Charles通信。他们的目标是使Charles能够生成样本$Y^{n}$，以便三重$(X_{1}^{n},X_{2}^{n},Y^{n})$的PMF在总体变化上接近于$\prod P_{X_1 X_2 Y}$。此外，三方可以以速率$C_1$和$C_2$逐对共享公共随机性。我们解决的问题，表征率的四倍$(R_1,R_2,C_1,C_2)$的上述目标可以完成的一组。我们提供了一组充分条件，即可实现的速率区域的内界，和必要条件，即该三方设置的速率区域的外界。我们提供了一个联合的典型性为基础的随机编码参数，涉及编码和解码操作，以执行软覆盖和相关的放松PMF的要求的编码器。
2021-04-29 cs.IT math.IT
Domain Compression and its Application to Randomness-Optimal Distributed Goodness-of-Fit
Cornell University（康奈尔大学）；Stanford University（斯坦福大学）；Indian Institute of Science（印度科学学院）
我们研究了离散分布的拟合优度在分布式环境中，样本被划分在多个用户之间，由于各种信息约束，这些用户只能发布有限的样本信息。最近，作者的一个子集表明，访问一个共同的随机种子（即，共享随机性）导致该问题的样本复杂性的显著降低。在这项工作中，我们提供了一个完整的理解之间的相互作用的共享随机性，严格的信息约束，和样本的复杂性的测试问题，通过表征这三个参数之间的紧密权衡。我们提供了一个通用的分布式拟合优度协议，该协议作为共享随机性的函数，在私人和公共硬币样本复杂度之间平滑插值。我们补充我们的上限与一个一般的框架来证明下限的样本复杂性有限的共享随机性下，这个测试问题。最后，我们实例化我们的两个原型的信息约束的通信和本地隐私的界限，并表明我们的样本复杂性的界限是最佳的所有参数的问题，包括共享的随机性的函数。我们的上界的一个关键组成部分是域压缩的一个新的原语，这是一个工具，允许我们使用有限的随机性将分布映射到更小的域大小，同时保留它们的成对距离。
2019-07-20 cs.DM cs.DS cs.IT
