The K-Receiver Broadcast Channel with Confidential Messages
给出了K-接收机降级广播信道（BC）的保密容量区域，用于发送给接收机的机密消息，并对外部窃听者保密。叠加编码和Wyner的随机码划分被用来显示可达到的速率元组。文中还给出了错误概率分析和模糊度计算。在逆证明中，使用了一种新的辅助随机变量的定义，它不同于两个接收者无公共信息的BC或K个接收者有公共信息的BC（两者都有外部窃听器）或K个接收者无窃听器的BC。
2008-12-19 cs.IT math.IT
Securing Multi-User Broadcast Wiretap Channels with Finite CSI Feedback
在这项工作中，我们调查的问题，安全广播块衰落窃听信道有限的信道知识在发射机。更具体地说，我们分析了具有有限速率反馈的多用户广播窃听信道的吞吐量的影响。我们认为，发射机只提供了一个$b$比特反馈的主信道状态信息（CSI）发送的每个合法的接收机，在每个衰落块的开始，在无差错的公共链路有限的容量。此外，我们假设发射机知道窃听者的CSI的统计数据，但不知道其信道的实现。在这些假设的CSI的不确定性，我们的特点是遍历保密容量的系统时，一个共同的消息被广播到所有合法的接收器，遍历保密和容量时，多个独立的消息被发送，和遍历保密容量区域的广播信道与机密消息（BCCM）。在所有这三种情况下，我们表明，只要发射机有一些知识的主要CSI，即使通过1位CSI反馈，仍然可以实现非零保密率。的反馈发送的二进制擦除信道（BEC）的影响也调查BCCM的情况下。这里再次，并且即使有擦除反馈位的可能性，只要擦除事件不是概率1事件，就仍然可以实现正保密率。在高信噪比条件下，给出了所得到结果的渐近分析，并给出了当合法接收机数目较大时系统的缩放定律。
2020-04-18 cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for the Broadcast Wiretap Channel with Asymmetric Side Information
在本文中考虑的通信场景对应于一个多用户信道边信息，并由两个合法的接收器和窃听器的广播信道。主要得到以下结果。首先，一个可实现的速率区域提供了（一般）情况下的离散输入离散输出通道，推广现有的结果。其次，所得到的定理是用来获得可实现的传输速率为两个实际情况下的高斯信道。结果表明，已知扰动可以扩大带边信息的广播窃听信道的速率域，在解码端加入边信息也可以提高带边信息的广播窃听信道的保密率。第三，我们首次建立了动态游戏中多用户通道和观察结构之间的明确联系。在这方面，我们将展示如何利用证明的可扩展性定理（离散情况下），得出一个通信兼容的上限上的最小最大水平的球员。
2012-10-23 cs.GT cs.IT math.IT
Utility of Beamforming Strategies for Secrecy in Multiuser MIMO Wiretap Channels
本文探讨了线性波束成形方法的安全通信在多用户窃听信道与一个单一的发射机，多个合法的接收机，和一个单一的窃听器，其中所有的节点都配备了多个天线。没有关于窃听者的信息被假定在发射机，我们检查广播MIMO下行链路与独立的信息，和多播MIMO下行链路与所有合法的接收机的共同信息。在这两种情况下，信息信号都是以刚好足够的功率发射的，以保证在期望的接收机处的某个SINR，而剩余的功率用于广播人工噪声。人工干扰选择性地降低被动窃听者的信号，同时保持与期望的接收器正交。我们分析了迫零和最佳的最小功率波束成形设计的广播信道，最佳的最小MSE波束成形器的组播信道提供的机密性。对窃听者的相对信干噪比和误码率性能的数值仿真表明了所提出的物理层安全方案的有效性。
2009-10-14 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity of the MIMO Wiretap Channel
我们考虑的MIMO窃听信道，这是一个MIMO广播信道的发射机发送一些机密信息的一个用户是一个合法的接收器，而另一个用户是一个窃听者。当发送者和合法接收者可以以一定的正速率通信时，同时确保窃听者得到零比特的信息，就实现了完美的保密。在本文中，我们计算的多天线MIMO广播信道的完美保密容量，其中的天线数量是任意的发送器和两个接收器。
2007-10-10 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Broadcasting Using Independent Secret Keys
研究了具有独立密钥的安全广播问题。特定的情况下进行了分析，其中一个共同的消息必须广播到两个合法的接收器，而保持外部窃听者无知的it.The发送器共享独立的秘密密钥足够高的速率与两个合法的接收器，这可以用在不同的方式：他们可以被用来作为一次性垫加密的共同消息，作为虚构的消息窃听编码，或作为这些的混合。在本文中，容量的结果建立时，涉及三个接收器的广播信道退化。如果这两个合法的信道是窃听者的信道的降级版本，它表明，一次性垫的方法是最佳的几种情况下，产生相应的容量表达式。或者，窃听编码的方法被证明是最佳的，如果窃听者的信道相对于两个合法的信道，建立在这种情况下的能力，以及退化。如果窃听者的信道既不是最强的，也不是最弱的，一个复杂的方案，仔细结合了一次性密码本和窃听编码与虚构的消息的概念，原来是实现容量。最后，我们也得到了一般的非退化广播信道的一些结果。
2018-02-19 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
Wiretap and Gelfand-Pinsker Channels Analogy and its Applications
提出了一种窃听信道（WTC）和具有非因果编码器信道状态信息的状态相关点对点信道（称为Gelfand-Pinker信道（GPC））之间的类比框架。一个良好的序列的隐形窃听代码诱导一个良好的序列的代码相应的GPC。因此，该框架使利用现有的结果GPC产生相反的证明他们的窃听类似物。类比很容易扩展到多用户广播的情况下，包括广播信道（BC）与确定性组件，用户之间的降级排序，和BC与合作接收器。给定具有两个接收器和一个窃听者的窃听BC（WTBC），通过将窃听者的观察序列转换成具有适当乘积分布（由WTBC的隐形窃听码引起）的状态序列，并且非因果地向编码器揭示状态，来构造类似的Gelfand-Pinsker BC（GPBC）。状态相关GPBC的转移矩阵是从WTBC的转移律中提取的，窃听者的输出扮演信道状态的角色。过去的半确定性（SD）的GPBC和物理退化（PD）的GPBC与通知接收器的容量结果被利用，以提供基于模拟的反向证明类似的WTBC设置。这表征了SD-WTBC和PD-WTBC的安全容量区域，其中较强的接收器也观察窃听者的信道输出。这些推导说明了窃听GP类比如何将一个问题的结果转化为另一个问题的研究进展。
2019-05-28 cs.IT math.IT
3-Receiver Broadcast Channels with Common and Confidential Messages
本文建立了具有一个公共消息集和一个保密消息集的一般3接收机广播信道的保密容量区域的内界。我们考虑两种设置。第一种是当机密消息要发送给两个接收者，并对第三个接收者保密时。利用间接解码、Wyner窃听信道编码和从公开可用的叠加码本生成保密性的新思想来建立可验证性。的内界被证明是紧的一类dedicated广播信道，当两个合法的接收器是噪声小于第三个接收器。本文研究的第二个设置是当机密消息被发送到一个接收器，并保持从其他两个接收器的秘密。在这种情况下，从Wyner窃听信道编码和间接解码得出可解码性。这个内界也被证明是紧的几个特殊情况下。
2011-06-18 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom of the Gaussian Diamond-Wiretap Channel
在本文中，我们考虑高斯钻石窃听信道，其中包括一个正交的广播信道从源到两个中继和高斯快衰落多址窃听信道从两个中继到一个合法的目的地和窃听者。对于多址接入部分，我们考虑了完整的信道状态信息（CSI）的情况下，没有窃听者的CSI的情况下，在中继和合法的目的地。对于这两种情况，我们建立了确切的安全自由度和推广的结果多继电器。对于相反的部分，我们引入了一种新的技术，捕获消息速率和每个中继注入的个体随机性之间的权衡。在可扩展性部分中，我们展示了（i）如何在从源向广播组件中的中继发送消息符号和公共噪声符号之间取得平衡，以及（ii）如何在多址组件中的中继处组合人工噪声波束成形和噪声对准技术。在与完整的CSI的情况下，我们提出了一个方案，中继同时波束形成共同的噪声信号在零空间的合法目的地的信道，并将它们与窃听器的消息信号。在没有窃听者的CSI的情况下，我们提出了一个方案，有效地利用广播链路的消息和共同的噪声符号在源之间的计算。最后，我们的可扩展性和逆技术也可以适应高斯（非衰落）信道模型。
2015-12-19 cs.IT math.IT
On the 3-Receiver Broadcast Channel with Degraded Message Sets and Confidential Messages
在本文中，一般的3接收机广播信道（BC）与退化的消息集的速率模糊区域的界限，提出了保密消息从一个接收机保持秘密。该模型比2-接收方带机密信息的带外部窃听器的BC和最近研究的3-接收方带机密信息的退化BC更一般，因为在本文研究的模型中，接收方的条件是一般的，窃听器接收公共信息。Wyner的码划分结合双分仓被用来显示可实现的速率元组。文中还给出了错误概率分析和模糊度计算。对于以下场景，安全编码方案足以为具有2个或3个降级消息集的3接收方BC提供安全性：（i）3个降级消息集，其中第一机密消息被发送到接收器1和2，第二机密消息被发送到接收器1，（ii）2个降级消息集，其中一个机密消息被发送到接收器1，以及（iii）2个降级消息集，其中一个机密消息被发送到接收机1和2。对于前两种情况，对于接收器1比窃听接收器3更有能力的情况，示出了外边界的证明。在接收机1和2都比窃听接收机3噪声小的条件下，内边界和外边界重合，给出（iii）的速率模糊区域。此外，一个新的外边界的一般3-接收器BC与3个退化的消息。
2009-10-27 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
Nested Polar Codes for Wiretap and Relay Channels
我们表明，极化码渐近实现窃听信道的整个容量模糊区域时，窃听器的信道相对于主信道退化，并使用弱保密的概念。我们的编码方案也实现了物理退化的接收机正交中继信道的容量。我们展示了中等块长度的二进制擦除窃听信道的仿真结果，比较极化码和两个边缘类型的LDPC码。
2010-06-17 cs.IT math.IT
Optimal Order of Encoding for Gaussian MIMO Multi-Receiver Wiretap Channel
研究了高斯多输入多输出（MIMO）多接收机窃听信道。基站向K个预期用户广播机密消息，同时对窃听者保密消息。该信道的容量已经通过应用脏纸编码和随机编码来表征。然而，可能需要为此枚举K个阶乘编码阶数，这使得问题变得棘手。我们证明了存在一个最佳编码顺序，并减少了一次编码的K阶乘倍。通过构造一个保密加权和速率（WSR）最大化问题证明了最优编码顺序.该算法的最优编码顺序与无保密约束的MIMO广播信道的最优编码顺序相同，即WSR最大化问题中用户速率的权重决定了最优编码顺序。数值结果验证了最优编码顺序。
2022-05-13 cs.IT eess.SP math.IT
Finite-blocklength performance of polar wiretap codes under a total variation secrecy constraint
CY Cergy Paris Université（塞吉-巴黎大学）；ENSEA（国立电子与信息技术工程学校）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Inria de Paris（巴黎国家信息与自动化研究所）；Università di Torino（都灵大学）
研究极化码在退化对称窃听信道下的性能，提出基于总变差距离的保密性约束方法，为有限块长下的窃听码 secrecy rate 下界计算提供新准则。
2026-03-30 cs.IT math.IT
New Results on Multiple-Input Multiple-Output Broadcast Channels with Confidential Messages
本文提出了两个新的结果多输入多输出（MIMO）高斯广播信道的机密消息。首先，重新讨论了MIMO高斯窃听信道的问题。提供了一个矩阵表征的能力模糊区域，它扩展了以前的结果的MIMO高斯窃听信道的保密能力的一般，可能不完美的保密设置。接下来，MIMO高斯广播信道的问题与两个接收器和三个独立的消息：一个共同的消息，旨在为两个接收器，和两个机密的消息，每个接收器的目的，但需要保持渐近完美的秘密从其他，被认为是。一个精确的表征的能力区域，概括了以前的结果，认为只有两个三个可能的消息。
2011-01-11 cs.CR 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
The MIMO Wiretap Channel Decomposed
研究了高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道中秘密信息的发送问题。虽然该信道的容量是已知的，但不清楚如何构造实现该容量的最佳编码方案。在这项工作中，我们使用线性操作以及连续干扰消除，以获得有效的并行单天线窃听信道。通过在所得到的并行信道上使用独立的标量高斯窃听码本，实现了MIMO窃听信道的容量。该方案的推导是基于联合三角化的信道矩阵。我们发现，同样的技术可以用来重新推导出的MIMO窃听信道的容量表达式的方式，是简单的，紧密相连的传输方案。这种技术允许扩展到MIMO情况下的标量高斯信道的先前证明的强安全性。我们进一步考虑在两个用户的广播MIMO信道上传输机密消息的问题。对于这个问题，我们发现，推导的容量和传输方案是一个直接的推论，所提出的分析MIMO窃听信道。
2016-10-27 cs.IT math.IT
Finite-Length Analysis of Polar Secrecy Codes for Wiretap Channels
本文研究窃听信道下极化保密码的有限长度性能，给出归一化互信息安全泄漏的界，并用于刻画其有限长度缩放行为及实际块长度下的保密保证。
2024-07-01 cs.IT math.IT
Polar Lattices for Strong Secrecy Over the Mod-$Λ$ Gaussian Wiretap Channel
由极化码构造的极化格对于加性高斯白噪声（AWGN）信道是可证明良好的。在这项工作中，我们提出了一种新的极晶格结构，该结构在mod- $Λ$高斯窃听信道上实现了强保密准则下的保密能力。这种构造同时导致AWGN-良好的晶格和secondary-良好的晶格。该设计方法主要基于格型编码中的$Λ/Λ'$信道与多级编码中的互信息链规则推导出的等效信道在极化方面的等效性。
2014-01-24 cs.IT math.IT
On SDoF of Multi-Receiver Wiretap Channel With Alternating CSIT
我们研究了高斯多输入单输出（MISO）两个接收器信道与外部窃听器的安全传输问题，假设下，可用于每个接收器的信道的状态是完美的（$P$）或延迟（$D$）传送到发送器。分别用$S_1$、$S_2$和$S_3$表示用户1、用户2和窃听者的发射机（CSIT）处的信道状态信息，则整个CSIT可以在八种可能的状态之间交替，即，$(S_1,S_2,S_3) \in \{P,D\}^3$。我们用$λ_{S_1 S_2 S_3}$表示状态$S_1S_2S_3$出现的时间部分。在这些假设下，我们首先考虑高斯MISO窃听信道和特征的安全自由度（SDoF）。接下来，我们考虑一般的多接收器设置和特征的SDOF区域的固定的混合状态$PPD$，$PDP$，和$DDP$。然后，我们把我们的注意力集中在对称的情况下，其中$λ_{PDD}=λ_{DPD}$。对于这种情况，我们建立了SDOF区域的界限。分析表明，交替CSIT允许在SDoF方面的协同增益;并表明，通过反对在不同状态下单独编码，跨状态的联合编码可以实现更好的安全率。此外，我们专门为两个接收器通道与外部窃听到两个用户的广播信道我们的结果。我们表明，交替CSIT的SDOF方面的协同增益并不限于多接收器窃听信道，也可以利用广播设置下。
2016-03-24 cs.IT math.IT
Probabilistic Shaped Multilevel Polar Coding for Wiretap Channel
针对高斯窃听信道中离散星座输入与高斯保密容量之间的差距，提出概率成形多级极化编码方案，优化输入分布并集成多级极化码，证明可达保密容量并满足安全条件，仿真验证优于均匀输入。
2024-11-10 cs.IT math.IT
Polar Coding for the General Wiretap Channel
窃听信道的信息理论工作主要是基于随机编码方案。设计实用的编码方案以实现信息论安全是一个重要的问题。通过应用最近发展的两种极化码技术，我们提出了一种极化编码方案，以实现一般窃听信道的保密容量。
2014-10-14 cs.CR cs.IT math.IT
MIMO Wiretap Channels with Arbitrarily Varying Eavesdropper Channel States
在这项工作中，一类信息理论的保密问题的窃听者的信道状态是完全未知的合法方。特别是，MIMO窃听信道模型被认为是窃听者的信道随时间任意变化。假设窃听者的天线数目有限，推导了MIMO窃听信道在强保密意义下的保密率，并证明了其在安全自由度上与其相反.证明了存在一个通用的编码方案，该方案可以保护机密消息不受窃听者所经历的任何信道状态序列的影响。由此得出结论，无论窃听者的位置或信道状态如何（可能有无限多个），安全通信都是可能的。此外，据观察，本设置呈现多终端窃听型信道的保密容量问题更容易处理的情况下，窃听者信道状态的全部或部分知识。为了证明这一观察，导出了高斯MIMO多址窃听信道（MIMO MAC-WT）和高斯MIMO广播窃听信道（MIMO BC-WT）的安全自由度区域，其中发射机和预期接收机具有相同数量的天线。
2010-07-27 cs.IT math.IT
Secure Polar Coding with Delayed Wiretapping Information
在本文中，我们研究了一个窃听信道模型的安全编码问题，固定的主信道和变化的窃听信道，通过假设合法的参与者可以获得窃听信道状态信息（CSI）经过一定的时间延迟。对于对称降级延迟CSI情形，通过在一次一密链结构上构造安全极化码，给出了一个显式弱安全方案，并证明了该方案的弱安全性、可靠性以及在延迟CSI假设下逼近完美CSI情形的保密容量.此外，对于对称无降级延迟CSI的情况下，我们提出了一种修改的多块链接结构，其中冻结位的原始子集被设计用于安全地传送功能随机位。然后将这种改进的多块链结构与弱安全方案相结合，构造了一个显式强安全极坐标编码方案，并证明了其强安全性、可靠性以及在延迟CSI假设下逼近理想CSI情形的保密容量的能力。最后，我们进行了模拟，以证明这两个安全方案的性能。
2020-01-21 cs.IT math.IT
Robust Beamforming for Security in MIMO Wiretap Channels with Imperfect CSI
在本文中，我们研究的方法，以减少两个多天线节点之间传输的消息被截获的可能性，一个未被发现的窃听者。特别是，我们专注于明智的人工干扰的传输，以掩盖所需的信号在它被广播的时候。与以前的工作，假设一些先验知识的窃听者的信道，并专注于最大限度地提高保密能力，我们考虑的情况下，没有关于窃听者的信息是可用的，我们使用信号干扰加噪声比（SINR）作为我们的性能指标。具体而言，我们专注于最大化的功率量的问题，可用于广播干扰信号，旨在隐藏所需的信号从潜在的窃听者，同时保持在所需的接收器的预定的SINR。干扰信号被设计成当它到达期望的接收机时与信息信号正交，假设接收机和窃听者都采用最佳波束形成器并且具有精确的信道状态信息（CSI）。在实践中，发射机处的完美CSI的假设通常难以证明。因此，我们还研究了由于不完美的CSI的存在而导致的性能下降，并且我们提出了鲁棒的波束成形方案，该方案在完美的CSI情况下恢复了大部分性能。数值模拟验证了我们的分析性能预测，并说明了强大的波束形成方案的好处。
2010-09-12 cs.IT math.IT
Jamming Games in the MIMO Wiretap Channel With an Active Eavesdropper
本文研究了多输入多输出（MIMO）窃听信道中的可靠和隐蔽的传输策略，该信道具有发射机、接收机和对抗窃听器，每个都配备有多个天线。在偏离现有的工作，窃听器具有一种新的能力，无论是作为一个被动窃听或作为一个主动干扰，在半双工的约束。因此，发射机面临着一个选择，要么将其所有功率分配给数据，要么与信息信号一起广播人工干扰，试图干扰窃听者（假设其瞬时信道状态是未知的）。为了研究合法发射机和对手的权衡，我们将它们的相互作用建模为两人零和博弈，以遍历MIMO保密率作为支付函数。我们首先研究了纯策略纳什均衡（NE）存在的条件和博弈策略形式的混合策略NE的结构，然后推导了博弈中局中人在完全信息和不完全信息情形下顺序移动的扩展形式的均衡策略。最后，数值模拟研究所考虑的各种情况下的均衡结果。
2012-09-25 cs.IT math.IT
Secure Polar Coding for the Two-Way Wiretap Channel
我们考虑的问题，极化编码的安全通信的双向窃听信道，其中两个合法的用户相互通信同时，而一个被动的窃听者偷听到他们交换的信号的组合。合法用户希望设计一个合作干扰码，使得他们的码字之间的干扰可以干扰窃听者。本文设计了一种极化编码协同干扰方案，在强保密准则下，实现了一般双向窃听信道的全保密率域。链接方法用于使极坐标索引正确对齐。两个合法用户之间共享所需的随机性被视为一个有限的资源，我们表明，它的速率可以忽略不计，通过增加块的长度和链接块的数量。针对窃听者信道相对于合法信道退化的特殊情况，提出了一种简化方案，该方案在单个传输块内同时保证可靠性和弱保密性。给出了二进制擦除信道情况下的一个例子来证明我们的方案的性能。
2017-06-22 cs.IT math.IT
Secure Polar Coding for Adversarial Wiretap Channel
对抗窃听信道（AWTC）模型是一种安全的通信模型，在该模型中，对手可以直接读写合法通信中传输的比特，并具有固定的分数。在本文中，我们提出了一个安全的极化编码方案，以提供安全和可靠的AWTC模型的通信。针对对抗性读写行为，提出了一种$ρ$等效信道块，并研究了其在信道极化操作下的变换。我们发现产生的信道是极化的，在这个意义上，他们的一部分是全噪声信道的概率几乎为$1$，其余部分是无噪声信道的概率几乎为$1$。在此基础上，我们对对抗读写的等效信道块进行了编码，并通过在极化等效块上应用多块链接结构，构造了一种安全的极化编码方案。从理论上证明了当块长$N$趋于无穷大时，该方案在可靠性和强安全性准则下均达到了AWTC模型的保密能力.仿真结果表明，该方案能够在AWTC模型下提供安全可靠的通信。
2020-12-31 cs.IT math.IT
Polar Coding for Secure Transmission in MISO Fading Wiretap Channels
本文提出了一种用于多输入单输出单天线窃听（MISOSE）衰落信道下保密通信的极化编码方案。我们考虑的情况下，块衰落信道与已知的窃听信道状态信息（CSI）和衰落信道与已知的窃听信道分布信息（CDI）的情况。我们使用人工噪声辅助的安全预编码方法，以最大限度地提高保密容量在第一种情况下，并克服不知道窃听CSI在第二种情况下。我们表明，我们提出的方案可以提供可靠和安全的通信MISOSE信道的编码和解码复杂度低。
2014-11-10 cs.IT math.IT
On the Secrecy Degrees of Freedom of Multi-Antenna Wiretap Channels with Delayed CSIT
假设发送端有延迟的信道状态信息（CSI），且每个接收端知道自己的瞬时信道，研究了高斯多输入单输出（MISO）窃听信道的保密自由度（SDoF）.我们首先表明，一个严格的积极SDOF可以保证发射机延迟CSI（无论是在合法的信道或/和窃听信道）。特别地，在两个信道上具有延迟CSI的情况下，示出了最优SDoF为2/3。然后，我们将结果推广到两个用户的高斯MISO广播信道的机密消息和特征的SDOF区域时，发射机延迟CSI的两个接收机。有趣的是，利用几个时间实例的人工噪声方案被示出为提供最佳的SDoF区域，通过掩蔽机密消息到非预期的接收器，同时对准每个接收器处的干扰。
2011-08-05 cs.IT math.IT
K-Receiver Wiretap Channel: Optimal Encoding Order and Signaling Design
本文研究K-接收方MIMO窃听信道，通过证明最优解码顺序与无保密MIMO广播信道一致，确定了实现容量区域的最优编码顺序，将复杂度降低K的阶乘倍，并利用块逐次最大化方法求解非凸WSR问题以设计最优信号。
2023-04-02 cs.IT eess.SP math.IT
LDPC coded transmissions over the Gaussian broadcast channel with confidential messages
本文针对具有机密信息的高斯广播信道，设计并评估了几种实用的低密度奇偶校验（LDPC）编码传输方案。该信道模型不同于经典的窃听信道模型，因为未经授权的接收器（Eve）必须能够解码信息的某些部分。因此，可靠性和安全性目标与窃听信道的目标不同。为了设计和评估实际的编码方案，我们使用的出错率作为一个度量的性能所取得的授权接收器（鲍勃）和未经授权的接收器（夏娃）。我们研究了系统的可行性，并表明，两个不同的水平，对噪音的保护，需要对公众和秘密的消息。这可以通过两种方式来实现：i）通过使用具有所传输的信息比特的不等错误保护（UEP）的LDPC码，或者ii）通过使用具有不同速率的两个经典的非UEP LDPC码。我们比较了这两种方法，并表明，所考虑的例子，利用UEP LDPC码的解决方案是更有效的比使用非UEP LDPC码。
2014-04-10 cs.CR cs.IT math.IT
Interference Alignment for the Multi-Antenna Compound Wiretap Channel
本文研究了一种窃听信道模型，其中发送方具有$M$发射天线，并且有两组分别由$J_1$和$J_2$接收方组成。每个接收器都有一个天线。我们考虑两种情况。首先，我们考虑复合窃听模型-组1构成合法接收者的集合，所有接收者都对共同的消息感兴趣，而组2是窃听者的集合。我们建立新的下限和上限的安全自由度。我们的下限是基于最近提出的\emph{real interference alignment}计划。上界提供了第一个已知的例子，说明了早期作品中使用的\emph{pairwise upper bound}是不紧的。我们研究的第二个场景是复合私有广播信道。每个组都对一条消息感兴趣，必须保护该消息不被另一组访问。通过扩展复合窃听信道的结果，得到了自由度的上界和下界。
2010-03-07 cs.CR 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 the Transmit Beamforming for MIMO Wiretap Channels: Large-System Analysis
随着无线网络的发展，由于这些网络的广播性质，安全性已经成为无线通信中的基本问题。在这项工作中，我们考虑MIMO窃听信道在快衰落环境中，其整体性能的特点是遍历MIMO保密率。不幸的是，直接的解决方案，以寻找遍历保密率是禁止的，由于在此设置的利率表达式的期望。为了克服这个困难，我们调用大系统的假设，它允许一个确定性的近似遍历互信息。利用随机矩阵理论的结果，我们能够描述可实现的遍历保密率。基于这种特性，我们解决了发射机的协方差优化问题。我们的数值结果表明，大系统近似和实际模拟的保密率之间的良好匹配，以及一些有趣的功能的预编码器优化。
2014-11-01 cs.IT math.IT
CSI Learning Based Active Secure Coding Scheme For Detectable Wiretap Channel
针对信道状态信息不确定的情况下的安全可靠通信问题，提出了一种将机器学习方法与传统的物理层安全编码方案相结合的主动安全编码方案。首先，将隐马尔可夫模型与复合窃听信道模型相结合，建立了一个可检测窃听信道模型，其中信道块CSI的变化是一个马尔可夫过程，检测信息是当前CSI的随机发射。接下来，我们提出了一个CSI学习方案，学习CSI从检测到的信息由鲍姆-韦尔奇和维特比算法。然后，我们构造显式安全极化码的基础上学习的CSI，并将其与CSI学习方案相结合，形成主动安全极化编码方案。仿真结果表明，所提出的主动安全极化编码方案可以达到可接受的可靠性和安全性水平。
2020-04-11 cs.IT math.IT
Hierarchical Polar Coding for Achieving Secrecy over Fading Wiretap Channels without any Instantaneous CSI
本文提出了一种极化编码方案，以实现在块衰落的二进制对称窃听信道的保密性，而无需在发送端的瞬时信道状态信息（CSI）的知识。对于该模型，提出了一种分层利用极化码的编码方案。特别是，在不同的二进制对称信道的极化在不同的衰落块，每个信道使用被建模为一个适当的二进制擦除信道在衰落块。极化码被构造用于针对每个衰落块的信道使用上的编码和针对某些信道使用的衰落块上的编码。为了保证安全性，在适当的位置引入随机比特，以耗尽窃听者的观察。结果表明，这种编码方案，没有瞬时CSI在发送端，是保密容量实现的同时衰落的情况下。对于独立衰落的情况下，当窃听者信道的衰落实现总是相对于接收器降级时，实现容量。对于其余的情况下，差距进行了分析，通过比较下限和上限。值得注意的是，对于实现保密容量的场景，结果意味着瞬时CSI不增加保密容量。
2015-11-04 cs.IT math.IT
On The Fast Fading Multiple-Antenna Gaussian Broadcast Channel with Confidential Messages and Partial CSIT
在窃听信道中，通常假设窃听者的信道状态信息（CSI）在发送端是完全或部分已知的。然而，在完美的保密性约束下，窃听者可能没有动机反馈任何正确的CSI。在本文中，我们考虑了一个更可行的问题，即发射机拥有窃听者的CSI。即，具有机密消息的快衰落多天线高斯广播信道（FMGBC-CM），其中两个接收器都是合法用户，使得他们都愿意反馈准确的CSI以维持他们的安全传输，并且不被另一个窃听。我们假设只有信道状态信息的统计是已知的发射机。我们首先展示了FMGBC-CM不被降级到普通窃听信道的必要条件。然后，我们推导出可实现的速率区域的FMGBC-CM的信道输入的协方差矩阵和膨胀因子是未知的，有待解决。之后，我们提供了一个解析解的信道输入协方差矩阵。我们还提出了一种迭代算法来求解信道输入协方差矩阵和膨胀因子。由于正常信噪比下的速率域公式比较复杂，我们采用低信噪比分析来研究信道特性。最后，数值算例表明，在完全保密约束下，两个用户可以同时获得正速率，这验证了我们推导的必要条件。数值结果也说明了解析解和所提算法在不同条件下求解信道输入协方差矩阵和膨胀因子的有效性。
2013-07-09 cs.IT math.IT
Finite Blocklength Secrecy Analysis of Polar and Reed-Muller Codes in BEC Semi-Deterministic Wiretap Channels
在本文中，我们考虑了一个半确定性窃听信道的主信道是无噪声和窃听者的信道是一个二进制擦除信道（BEC）。我们提供了一个下界可实现的保密率的极性和里德穆勒码，并将其与二阶编码率的半确定性窃听信道。据我们所知，这是第一个工作，证明了极性和Reed-Muller码在短块长度的保密性能。结果表明，在全变差保密度量下，Reed Muller码可以获得非常接近于二阶近似速率的保密速率。另一方面，我们观察到极化码的可实现速率的下限与短块长度的二阶近似速率之间的显著差距。
2021-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity of the Bosonic Wiretap Channel and the Entropy Photon-Number Inequality
确定电磁波的最终经典信息承载能力需要量子力学分析，以正确地解释这些波的玻色子性质。最近的工作已经建立了玻色子单用户和广播信道的容量定理，在两个最小输出熵的假设下。尽管有大量积累的证据支持这些假设的有效性，但它们尚未得到证实。在本文中，它表明，第二个猜想足以证明玻色子窃听信道的经典容量，这反过来也将证明量子容量的有损玻色子信道。前面的最小输出熵矩阵是熵光子数不等式（EPnI）的简单结果，EPnI是经典信息论中熵功率不等式（EPI）的量子力学模拟。
2008-01-06 cs.IT math.IT quant-ph
Composable, unconditional security without a Quantum secret key: public broadcast channels and their conceptualizations, adaptive bit transmission rates, fidelity pruning under wiretaps
研究提出在无条件安全条件下，通过公开广播信道及其概念化实现无需密钥的量子通信协议，并探讨了保密性和认证性的实现条件。
2025-12-19 cs.IT math.IT math.PR
MIMO Broadcast Channel with an Unknown Eavesdropper: Secrecy Degrees of Freedom
我们研究了一个多天线广播信道与两个合法的接收机和一个外部窃听。我们假设窃听者的信道矩阵是未知的合法终端，但满足最大秩约束。作为我们的主要结果，我们的特点相关联的保密自由度的广播信道与公共和私人的消息。我们表明，直接扩展的单用户窃听码本不实现的秘密自由度。我们提出的最佳方案涉及到分解的信号空间成一个共同的子空间，这可以观察到的两个接收器，和私人子空间，可以观察到的只有一个接收器，并仔细发送在每个子空间中的消息的子集。我们还考虑了每个用户的私人消息必须另外对其他合法接收者保密并描述s.d.o.f.的情况。区域在这种情况下。
2013-11-12 cs.IT math.IT
Securing the MIMO Wiretap Channel with Polar Codes and Encryption
极化码已被证明是任何二进制输入离散无记忆信道的容量实现，同时它们可以保证在单输入单输出无线信道上的安全和可靠传输。然而，在公开文献中尚未报道使用极化码来保护多天线传输和接收。在本文中，我们假设一个多输入多输出的窃听信道，其中合法的接收者和窃听者都配备了相同数量的天线。我们介绍了一种协议，利用物理和媒体访问控制层的安全性的属性，采用极化编码和加密技术，以混合的方式，以保证安全传输。还提出了一种新的安全技术，其中基于传输的信息生成密钥，并且在每个传输块更新密钥，而不需要单独的密钥交换方法。最后，为了说明所提出的协议的有效性，我们证明了弱和强的安全性条件，我们提供了一个实用的方法来实现计算安全的情况下，这些条件不能成立。
2016-03-27 cs.IT math.IT
MIMO Wiretap Channel under Receiver Side Power Constraints with Applications to Wireless Power Transfer and Cognitive Radio
我们认为多输入多输出（MIMO）窃听信道下的最小接收端功率约束，除了通常的最大发射端功率约束。这个问题是由具有无线能量传输的能量收集通信激发的，其中附加的目标是除了向另一个接收器递送安全数据之外还向接收器递送最小量的能量。在本文中，我们描述了确切的秘密容量的MIMO窃听信道下的发射机和接收机侧的功率约束。我们首先表明，解决这个问题是等价于解决的保密能力的窃听信道的双边相关矩阵约束下的信道输入。我们展示了相反的扩展通道增强技术，我们的情况下。我们提出了两个可实现的方案，实现保密能力：第一个可实现的方案使用一个高斯码本与一个固定的平均值，和第二个可实现的方案使用人工噪声（或合作干扰）连同高斯码本。平均值或人工噪声的作用是在不牺牲安全速率的情况下实现能量传输。这是信道模型的第一个实例，其中对于MIMO窃听信道，使用平均信号或使用经由人工噪声的信道前缀是严格必要的。然后，我们扩展我们的工作，考虑最大接收端功率约束。这个问题是由认知无线电应用激发的，其中增加的目标是降低接收器处的接收信号能量（干扰温度）。我们进一步扩展我们的研究结果：需要在两个接收器的接收器侧的功率约束;考虑在两个接收器的保密约束，研究广播信道的机密消息;并删除保密约束，研究经典的广播信道。
2016-07-05 cs.CR cs.IT cs.NI
Joint Source-Channel Secrecy Using Uncoded Schemes: Towards Secure Source Broadcast
研究了香农密码广播系统的信源信道联合保密问题。我们假设应用了列表保密，即，窃听器被允许产生重构序列的列表，并且通过整个列表上的最小失真来测量保密性。对于离散通信的情况下，我们提出了一个基于置换的未编码的计划，级联一个随机置换与符号的符号映射。利用这个方案，我们得到了秘密密钥率，列表率，窃听失真，合法用户的失真的容许区域的内界。对于相反的部分，我们很容易得到一个外界的容许区域从现有的结果。通过比较内外界，证明了该方案在一定条件下是最优的。此外，我们将所提出的方案扩展到标量和矢量高斯通信场景，并表征相应的性能。对于这两种情况下，我们还提出了另一种未编码的方案，正交变换为基础的计划，它实现了相同的性能，置换为基础的计划。有趣的是，通过将随机置换或随机正交变换引入到传统的未编码方案中，所提出的未编码方案一方面提供了一定程度的保密性，另一方面，在合法用户的失真方面不会失去任何性能。
2017-07-22 cs.CR cs.IT math.IT
Finite-Length Empirical Comparison of Polar, PAC, and Invertible-Extractor Secrecy Codes over the Wiretap BSC
Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文通过经验比较三种保密编码方案在有限块长下的性能，发现PAC码在不改变保密性的同时显著提升可靠性，且极码/PAC码在安全保证上优于可逆提取器框架。
2026-10-30 cs.IT eess.SP math.IT
On the Secrecy Rate Region of a Fading Multiple-Antenna Gaussian Broadcast Channel with Confidential Messages and Partial CSIT
本文研究了快衰落多天线高斯广播信道上的保密信息安全传输（FMGBC-CM），其中多天线发送端向两个用户发送独立的保密信息，且发送端只知道接收端的信道状态信息。我们首先使用FMGBC-CM的相同边缘属性来分类非平凡情况，即，那些没有降级到公共窃听渠道的。然后，我们通过求解信道输入协方差矩阵和膨胀因子来推导FMGBC-CM的可实现速率区域。由于复杂的速率区域公式，我们采取低信噪比分析来研究信道的特性。最后，数值例子表明，在信息论保密要求下，两个用户可以同时获得正速率。
2012-06-25 cs.IT math.IT
Multiple-Input Multiple-Output Gaussian Broadcast Channels with Confidential Messages
研究了两接收机多输入多输出（MIMO）高斯广播信道上的保密通信问题。发送器有两个独立的消息，每个消息都是针对其中一个接收器的，但需要对另一个保持渐近完全保密。结果表明，令人惊讶的是，在矩阵功率约束下，两个消息可以同时发送在各自的最大保密率。为了证明这一结果，重新审视了MIMO高斯窃听信道，并通过使用人工噪声和随机分组的新编码方案提供了其保密能力的新表征。
2009-03-23 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Broadcasting
将Wyner的窃听信道扩展到并行广播信道和多接收机衰落信道。在本文的第一部分中，我们考虑了一个发送者，多个预期的接收者和一个窃听者的并行广播信道的设置。我们研究的情况下，发送者广播一个共同的消息或独立的消息，以预期的接收器。我们推导出上界和下界的共同消息保密能力，这是一致的，当用户被降级。对于独立消息的情况，我们建立了当用户身份降级时的保密和容量。在本文的第二部分中，我们将我们的结果衰落信道：完美的信道状态信息的所有预期的接收机是全球已知的，而窃听者信道是已知的只有她。对于共同的消息的情况下，一个有点令人惊讶的结果被证明：一个积极的速率可以独立于预期的接收机的数量。对于独立消息，提出了一种机会传输方案，该方案在接收者数目较大的情况下实现了保密和容量。我们的研究结果表明，快速衰落信道模型。块衰落模型的扩展进行了讨论。
2007-02-16 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
Quantum Multiple Access Wiretap Channel: On the One-Shot Achievable Secrecy Rate Regions
本文研究了经典-量子多址窃听信道（CQ-MA-WTC）在单次触发条件下的性能。在这方面，我们分析了CQ-MA-WTC使用同时基于位置的解码器进行可靠的解码，并使用一种新引入的技术，以安全地解码。此外，为了比较，我们分析了CQ-MA-WTC使用森的单次联合典型性引理可靠解码。基于位置的同时解码器往往会出现多假设检验问题。此外，使用凸分裂来分析同时场景中的隐私标准变得有问题。为了克服这两个问题，我们首先引入一个新的通道，可以被认为是一个双重的CQ-MA-WTC。这种信道被称为具有多个消息的点对点量子窃听信道（PP-QWTC）。在下文中，作为解决该问题的策略，我们还研究和分析了单次设置下的量子广播信道（QBC）。
2023-01-06 cs.IT math-ph 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
Explicit Wiretap Channel Codes via Source Coding, Universal Hashing, and Distribution Approximation, When the Channels' Statistics are Uncertain
我们认为窃听信道的窃听信道的不确定性下（一）嘈杂的块式II型，（二）复合，或（三）任意变化的模型。我们提出了明确的窃听代码，可以处理这些模型在一个统一的方式，只依赖于三个原语，即信源编码与边信息，通用散列，分布近似。我们的显式窃听代码实现了最知名的单字母可实现的速率，以前获得的非建设性的，所考虑的模型。我们的研究结果得到强保密性，不需要预先共享的秘密之间的合法用户，并不需要任何对称性的信道上。我们的结果的扩展到复合主通道也来自通过新的容量实现极化编码方案的复合设置。
2022-11-01 cs.IT math.IT
