Dual Threats in RIS-Aided RF-UOWC Mixed Networks: Secrecy Performance Analysis under Simultaneous RF and UOWC Eavesdropping
针对6G中RIS辅助的RF-UOWC混合网络的安全问题，提出分析框架，推导三种窃听场景下的保密性能闭式表达式，分析多因素影响并通过仿真验证。
2024-08-12 cs.IT math.IT
Investigation of STEEP for Secure Communications Over SIMO and MISO Channels Subject to Full-Duplex Jamming and Eavesdropping
University of California at Riverside（加州大学河滨分校）
研究无线节点在全双工干扰和窃听下通过SIMO及MISO信道的安全通信问题，核心方法是采用STEEP方案，给出其在不同阶段的保密速率形式，比较了与传统方案联系及保密速率，展现了STEEP在特定条件下的有效性。
2026-07-23 cs.IT eess.SP math.IT
Enhancing Secrecy Capacity in PLS Communication with NORAN based on Pilot Information Codebooks
针对非正交人工噪声（NORAN）降低合法信道容量、优质方案选取难的问题，提出基于导频信息码本的NORAN方案，通过码本关联导频与次优NORAN、接收端预消噪，在不增加合法信道噪声的前提下显著提升通信系统保密容量与安全性。
2023-10-02 cs.IT eess.SP math.IT
An Effective Equivalence Model of Analyzing PLS of Multiple Eavesdroppers Facing Low-altitude Communication Systems
针对低空通信中多窃听者不确定性导致保密速率难以解析的问题，提出基于可移动天线的等价模型，将多窃听者场景等效为单虚拟窃听者，通过优化距离与天线位置最小化速率差距，为PLS设计提供新视角。
2025-07-08 cs.IT eess.SP math.IT
On Secrecy Performance of Antenna Selection Aided MIMO Systems Against Eavesdropping
在本文中，我们考虑了一个多输入多输出（MIMO）系统组成的一个源，一个目的地和一个窃听者，其中每个节点配备了任意数量的天线。为了提高源-目的地传输的安全性，我们研究了在源的天线选择，并提出了最优天线选择（OAS）和次优天线选择（SAS）计划，取决于源节点是否具有全局信道状态信息（CSI）的主链路（从源到目的地）和窃听链路（从源到窃听者）。并以传统的空时传输为基准进行了研究。我们评估的STT，SAS和OAS计划的保密性能的概率为零保密容量。此外，我们研究了广义的保密多样性的STT，SAS，和OAS计划通过渐近分析的概率为零保密能力，作为主信道和窃听信道的平均增益之间的比率趋于无穷大。这与传统的保密分集不同，传统的保密分集假设在窃听者具有有限接收SNR的条件下在目的地接收到无限的信噪比（SNR）。结果表明，STT，SAS和OAS方案的广义保密分集阶数是源端和目的端天线数的乘积。此外，数值结果表明，所提出的OAS计划严格优于STT和SAS计划的零保密容量的概率。
2015-01-26 cs.IT math.IT
On the Secrecy Performance of $α$-$\mathcal{F}$ Channels with Pointing Errors
该研究针对存在指向误差的$\alpha$-$\mathcal{F}$衰落信道，推导了被动与主动窃听场景下多项物理层安全指标的解析表达式，开展渐近分析并通过仿真验证，所有表达式均为原创。
2025-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Secrecy Outage for Wireless Sensor Networks
针对无线传感器网络中多个传感器节点在存在窃听者的情况下与单个sink进行通信的情况，提出了一种物理层安全（PLS）方法。在Sink使用窃听链路的过时信道状态信息（CSI）的假设下，研究了Weibull衰落下可达保密率的中断概率，并推导了其解析表达式。具体来说，我们考虑传感器调度，以提高PLS，从而我们量化的降级中断概率，由于过时的CSI下的最佳节点调度方案，并将其与传统的轮询调度。最后，我们分析了成功传输的条件下的保密中断概率，并提供了实用的见解过时的CSI的窃听者的效果。通过仿真验证了理论推导的结果。
2019-03-08 cs.IT math.IT
Interference Assisted Secret Communication
无线通信由于其广播性质而容易受到窃听攻击。本文说明了如何利用干扰来对抗窃听并协助保密。特别是，被认为是一个窃听信道的帮助下，窃听器（WT-HI）。在这里，发射机在被动窃听者存在的情况下并在独立窃听者的帮助下向其预期的接收机发送机密消息。不知道机密消息的解密者通过发送独立信号来帮助确保消息的保密性。给出了离散无记忆信道和高斯信道下WT-HI的可达保密率和保密容量的几个可计算的外界。
2009-08-17 cs.CR cs.IT math.IT
Performance of A Reconfigurable Intelligent Surface Controlled by An Illegitimate User
本文研究非法用户控制RIS攻击合法系统的问题，分别针对仅窃听与全双工窃听加干扰情形优化RIS相移及干扰功率，非凸问题均获最优解，并揭示RIS位置与联合攻击对保密速率的显著影响。
2023-04-19 cs.IT math.IT
Effects of Co-channel Interference on RIS Empowered Wireless Networks amid Multiple Eavesdropping Attempts
这封信关注的是可重构智能表面（RIS）辅助无线网络的保密性能存在多个向目的地的干扰。更准确地说，我们分析了安全的RIS辅助网络的设计中的三个关键问题：1）干扰器如何影响安全的无线网络的性能？2)两组窃听者中的哪一组（即，（二）是否有更严重的串通和不串通？3)RIS如何提高网络机密性？为此，我们开发了封闭形式的保密中断概率的解析表达式，以及在高信噪比制度下的渐近分析，以更好地了解不同的系统参数对保密性能的影响。最后，我们使用基于计算机的蒙特卡罗模拟验证我们的分析结果。
2023-02-21 cs.IT math.IT
Generalized Interference Alignment --- Part II: Application to Wireless Secrecy
与有线通信相比，由于无线传播介质的广播性质，无线通信非常容易被窃听。最近的工作已经提出了使用干扰来减少无线窃听网络中的窃听能力。然而，干扰对窃听接收器（ER）和合法接收器（LR）的并发影响尚未得到彻底的研究，需要仔细设计网络干扰，以充分利用干扰的潜力，实现无线保密。这两个部分的文件解决了这个问题，提出了一个广义的干扰对齐（GIA）技术，该技术联合设计的收发器在合法的合作伙伴，以阻止ER而不干扰LR。在第一部分中，我们建立了一个理论框架的GIA技术。在第二部分中，我们将首先提出一个有效的GIA算法，适用于大规模的网络，然后通过分析和仿真来评估该算法在随机无线窃听网络中的性能。这些结果揭示了GIA何时以及如何有助于无线保密的见解。
2015-03-21 cs.IT math.IT
Movable Antenna Empowered Physical Layer Security Without Eve's CSI: Joint Optimization of Beamforming and Antenna Positions
本文首次提出无Eve CSI条件下可移动天线赋能的物理层安全方案，联合优化波束成形与天线位置以最大化最差Bob的安全速率，相比固定天线方案显著提升安全性能。
2024-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
On the Secrecy Design of STAR-RIS assisted Uplink NOMA Networks
研究了STAR-RIS（同时发射和反射可重构智能表面）辅助上行非正交多址接入系统中的安全传输问题，合法用户通过STAR-RIS主动重构电磁传播环境，向基站发送保密信号。根据窃听信道状态信息（CSI）的可用性，考虑窃听者的完整CSI和统计CSI两者。对于全窃听CSI场景，在干扰抵消译码顺序约束下，采用自适应速率窃听码方案，以最大化最小保密容量为目标。为了继续进行，我们提出了交替混合波束形成（AHB）算法，以联合优化接收波束形成、发射功率和反射/透射系数。而对于统计窃听CSI场景，在满足合法用户服务质量要求的前提下，采用恒速率窃听码方案以最小化最大保密中断概率（SOP）.在此基础上，推导了等速率编码下的SOP精确表达式，并提出了一种扩展的AHB算法，用于联合保密波束形成设计。仿真结果证明了该方法的有效性。此外，本文还对STAR-RIS的相移/振幅量化和部署提供了一些有益的指导。
2021-11-04 cs.IT math.IT
Fixed Region Beamforming using Frequency Diverse Subarray for Secure Mmwave Wireless Communications
使用传统相控阵列（CPA）的毫米波（mmWave）实现了高度定向和固定角度波束成形（FAB），因此增强了角度域中的物理层安全性（PLS）。然而，由于窃听者位于信息承载波束的主瓣所指向的方向上，信息泄漏是不可避免的，并且FAB不能保证PLS性能。为了解决这个问题，我们提出了一种新的固定区域波束形成（FRB），采用频率分集子阵列（FDSA）架构，以提高PLS性能的毫米波定向通信。特别是，我们仔细介绍了多个频率偏移增量（FOI）的子阵列，以实现一个复杂的波束合成，确保有限的信息传输仅在所需的角度范围内的区域（DARR）在目标用户附近。更具体地说，我们制定了可能的子阵列FOI上的FRB的保密率最大化问题，并考虑两种情况下的利益，即，无/有位置信息的窃听，这两个都是NP-难的。对于未知窃听位置的情况下，我们提出了一种导引头优化算法，以最小化DARR之外的波束图的最大旁瓣峰值。对于已知窃听位置的情况，提出了一种块坐标下降线性近似算法，以最小化窃听区域内的旁瓣电平。通过使用所提出的FRB，所有子阵的主瓣相长地叠加在DARR中，而旁瓣相消地叠加在DARR之外。因此，FRB在限制DARR内的信息传输方面发挥了突出的作用。数值模拟表明，提出的基于FDSA的FRB可以提供优于基于CPA的FAB的PLS性能。
2019-03-25 cs.IT math.IT
Enhancing Physical Layer Security for NOMA Transmission in mmWave Drone Networks
物理层安全（PLS）对于新兴的无线通信网络至关重要，以维护合法用户信息的机密性。在本文中，我们研究增强PLS在无人机（UAV）为基础的通信网络中，无人机作为一个空中基站（BS）提供覆盖密集的用户区域（如体育场或音乐会区）。特别地，非正交多址（NOMA）连同毫米波频带中的高定向多天线传输技术一起被用于提高频谱效率。为了实现PLS对潜在的窃听攻击，我们引入了一个保护区周围的用户区域。然而，有限的资源可用性抑制了保护区被扩展到覆盖整个窃听者区域。因此，我们提出了一种方法来优化保护区的形状（固定面积）在每个无人机-BS悬停高度。相关的保密性能进行评估考虑的秘密中断和总和保密率。数值结果揭示了在每个高度的保护区形状优化的重要性，以最大限度地提高NOMA保密率。
2018-12-04 cs.IT math.IT
Enhancing PLS of Indoor IRS-VLC Systems for Colluding and Non-Colluding Eavesdroppers
James Watt School of Engineering, University of Glasgow（格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, Lakehead University（湖首大学电气与计算机工程系）
本文提出利用深度强化学习与PPO优化IRS分配，以增强室内VLC系统中对抗合谋与非合谋窃听者的物理层安全。
2026-03-09 cs.IT math.IT
Downlink Secrecy Rate of One-Bit Massive MIMO System with Active Eavesdropping
在这项研究中，我们认为在下行链路中的大规模MIMO系统采用一个比特量化在基站（BS）的物理层安全。我们假设一个积极的窃听者，试图破坏一个合法的用户在BS的信道估计采集，而在下行链路传输偷听。我们考虑了两种最普遍的方法来降低窃听者的信道，零空间人工噪声（NS-AN）和随机人工噪声（R-AN）。然后，我们提出了一个下界的保密率和渐近性能，考虑迫零波束形成（ZF-BF）和最大比传输波束形成（MRT-BF）。我们的研究结果表明，即使当窃听者是足够接近被截获的用户，一个积极的保密率-这往往会饱和与BS天线的数量$N$ -是可能的，只要窃听者的发射功率小于信道训练期间的合法用户。我们表明，ZF-BF与NS-AN提供了最好的性能。结果表明，MRT-BF和ZF-BF在$N$的渐近极限上是等价的，因此人工噪声技术是性能指标。此外，我们还研究了\emph{power-scaling law}对保密率的影响。当BS的发射功率与$1/N$成比例地降低时，性能渐近地与人工噪声无关，因此波束成形技术是性能指标。此外，当BS的功率与$1/\sqrt{N}$成比例地降低时，波束成形和人工噪声方案的所有组合都是同样可能渐近的，与量化噪声无关。我们提出了各种数值结果来证实我们的分析。
2020-02-29 cs.IT math.IT
Improving Anti-Eavesdropping Ability without Eavesdropper's CSI: A Practical Secure Transmission Design Perspective
本文研究了在不知道窃听者信道状态信息（ECSI）的情况下安全传输的实用设计。通过引入一个与ECSI无关的度量来验证发送方通过保密编码和人工噪声辅助信令对抗窃听者的内在抗窃听能力。非自适应和自适应传输方案，提出了最大化的AEA与最佳编码速率和功率分配的封闭形式的表达式。分析和数值结果表明，在最坏情况下，最大化AEA等价于最小化秘密中断概率（SOP）。因此，当ECSI不能事先知道时，AEA是用于评估和设计安全传输的SOP的有用替代方案。
2018-05-21 cs.IT math.IT
When Satellites Work as Eavesdroppers
本文考虑了卫星通信系统中的卫星窃听器，窃听器随机分布在任意高度，根据齐次二项式点过程，并试图偷听地面终端发送到服务卫星的信号。假设非串通窃听卫星，即，它们彼此不协作，因此它们接收的信号不被组合，而是被单独解码。定向波束形成有两种类型的天线：固定波束天线和可控波束天线，在窃听卫星上被采用。分析了窃听卫星可能的分布情况以及终端与卫星之间的距离分布。推导了服务卫星和最不利窃听卫星的信噪比分布的封闭表达式。利用信噪比分布，推导了系统的遍历保密容量和中断保密容量。基于泊松极限定理得到了该方案的保密性能的简单近似表达式，并在高信噪比下进行了渐近分析。Monte-Carlo仿真验证了分析结果的保密性能。分析结果有望用于评估保密性能和设计安全的卫星星座，考虑潜在的威胁，从恶意卫星窃听的影响。
2022-06-23 cs.IT math.IT
Intercept Behavior Analysis of Industrial Wireless Sensor Networks in the Presence of Eavesdropping Attack
研究了由一个汇聚节点和多个传感器组成的工业无线传感器网络（WSN）在存在窃听攻击者的情况下的侦听行为，传感器通过无线链路将感知信息传输给汇聚节点。由于无线电波传播的广播性质，从传感器到接收器的无线传输可以容易地被窃听者偷听以用于拦截目的。在信息理论意义上，无线传输的保密容量是主链路（从传感器到接收器）的信道容量与窃听链路（从传感器到窃听者）的信道容量之间的差。如果由于无线衰落的影响，秘密容量变为非正，传感器的数据传输可能会被窃听者成功拦截，在这种情况下，发生拦截事件。然而，在工业环境中，机械障碍物、金属摩擦和发动机振动的存在使得无线衰落剧烈波动，导致保密能力下降。因此，本文提出了一种最优的传感器调度方案，以保护合法的无线传输免受窃听攻击，其中具有最高的保密能力的传感器被调度发送其感测信息到信宿。对于传统的循环调度和提出的最优调度方案，推导出拦截事件发生概率（称为拦截概率）的封闭表达式。此外，渐近拦截概率进行分析，以提供一个洞察传感器调度对无线安全的影响。数值结果表明，所提出的传感器调度方案优于传统的轮询调度的拦截概率。
2015-01-31 cs.IT math.IT
Secure Communications in a Unified Non-Orthogonal Multiple Access Framework
本文研究了物理层保密性对统一的非正交多址接入（NOMA）框架的性能的影响，其中外部和内部窃听的情况进行了检查。合法用户（LU）和窃听者的空间位置建模调用随机几何。为了表征保密性能，分别推导了码域NOMA（CD-NOMA）和功率域NOMA（PD-NOMA）保密中断概率（SOP）的精确和渐近表达式，其中考虑了不完全连续干扰消除（ipSIC）和完全连续干扰消除（pSIC）.对于外部窃听的情况下，通过一对LU（第n个用户和第m个用户）的CD/PD-NOMA的保密分集阶。分析结果表明，对于CD-NOMA和PD-NOMA，具有ipSIC/pSIC的第$n$个用户的分集阶数分别等于0/K和0/1。对于CD/PD-NOMA，第m个用户的分集阶数等于K/1。对于内部窃听的情况下，我们检查的秘密分集阶数的分析，并观察到，第m个用户窃听第n个用户与ipSIC/pSIC的CD-NOMA和PD-NOMA提供的分集阶数分别为零/K和零/一，这是一致的外部窃听的情况。数值结果证实了分析结果的准确性，并表明：i）保密中断行为的$n$ -th用户优于第m个用户; ii）通过增加子载波的数量，CD-NOMA是能够实现更大的保密分集增益相比，PD-NOMA。
2019-04-02 cs.IT math.IT
Secrecy Performance Analysis of UAV Transmissions Subject to Eavesdropping and Jamming
无人机（UAV）在军事和民用应用中提供了更广泛的信号覆盖和更广泛的监视能力，正在经历快速发展。由于无线信号的广播性质和空间的开放性，无人机窃听器（UEDs）对地面通信构成了潜在的威胁。在本文中，我们考虑了一个合法的地面链路中存在友好的干扰和UEDs在有限的空间区域内的通信。利用服从均匀二项点过程（BPP）的UED的空间分布来表征UED的随机性。假设地面链路经历对数距离路径损耗和瑞利衰落，而具有/不具有由于环境引起的平均额外路径损耗的自由空间路径损耗用于空对地/空对空链路。提出了一种分段函数来近似空-地链路的视距（LoS）概率，这比使用现有的基于S形的拟合提供了更好的近似。推导了非合谋UE存在时合法地面链路的安全连接概率（SCP）的解析表达式。分析揭示了一些有用的趋势，在SCP作为一个功能的发射信号干扰功率比，无人机干扰机的位置，和无人机的高度。
2018-09-06 cs.IT math.IT
On the Equivalence between Interference and Eavesdropping in Wireless Communications
我们表明，在同频干扰和背景噪声的影响下，蜂窝系统中的中断概率的分析问题在数学上等价于在衰落信道中的最大保密率方面的无线信息理论安全分析的问题。因此，这两个显然无关的问题可以通过使用共同的方法来解决。我们说明了这里公布的连接的适用性，在不同的情况下提供新的结果的保密中断概率。
2015-02-25 cs.IT math.IT
Cross-Layer Scheduling in Multi-user System with Delay and Secrecy Constraints
最近，基于物理层安全的方法已经引起了相当大的关注，并设想在无线网络中提供安全通信。然而，现有的文献大多只关注物理层。因此，如何设计一个有效的传输方案，同时也考虑到上层的要求仍然是一个尚未解决的问题。我们考虑在多用户下行链路环境中的跨层资源分配问题，同时具有瞬时和部分窃听信道信息的情况。这个问题首先是在一个新的安全框架中提出的。然后，控制方案的设计，以最大限度地提高平均接纳率的数据，将延迟，功率和保密性作为约束条件，在每种情况下的非串通和串通窃听的情况下。基于随机优化理论进行了性能分析，并通过仿真验证了该方案的有效性。
2013-08-16 cs.IT math.IT
On Robustness of Massive MIMO Systems Against Passive Eavesdropping under Antenna Selection
在大规模MIMO窃听设置中，基站可以通过朝向合法终端的窄波束形成来显著抑制窃听者。数值研究表明，通过这种方法，保密是在没有显着的成本。我们称之为大规模MIMO系统的“保密免费”的属性，并表明，它不仅持有时，在基站的所有发射天线，但也只有一个天线被设置为活动。使用线性预编码，当基站处的可用发射天线的总数变大时，甚至当仅选择固定数量的发射天线时，对窃听者的信息泄漏可以充分地减少。这一结果表明，被动窃听对大规模MIMO系统没有显着的影响，无论有源发射天线的数量。
2018-08-14 cs.IT math.IT
Secure Visible Light Communications via Intelligent Reflecting Surfaces
智能反射表面（IRS）可以通过提供可控的无线环境来提高物理层安全性（PLS）。在本文中，我们提出了一种新的PLS技术的帮助下，IRS实现的智能镜阵列的可见光通信（VLC）系统。首先，对于包含接入点、合法用户和窃听者的IRS辅助VLC系统，推导了IRS信道增益和可达保密率的下界。此外，为了提高IRS信道增益的合法用户，同时限制IRS信道增益的窃听者，我们制定了一个可实现的保密率最大化的问题，建议IRS辅助PLS技术找到最佳的方向的镜子。由于反射镜方位对IRS通道增益的敏感性使得优化问题难以求解，因此将原问题转化为反射光斑位置优化问题，并采用粒子群优化算法（PSO）求解。我们的模拟结果表明，在VLC系统中加入IRS可以显着提高保密性能。
2021-01-29 cs.IT math.IT
UAV-Enabled Secure ISAC Against Dual Eavesdropping Threats: Joint Beamforming and Trajectory Design
针对无人机通感一体化系统中的双重窃听威胁，本文联合设计轨迹与波束成形，采用AO、SCA和SDR方法，在满足感知与安全约束下提升平均保密速率。
2025-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
On the Physical Layer Security of a Dual-Hop UAV-based Network in the Presence of per-hop Eavesdropping and Imperfect CSI
分析了基于双跳无人机的无线网络在不完全信道状态信息（CSI）和移动性影响下的物理层安全性。具体地，在存在独立地试图折衷两跳的两个窃听器$\left(E_{1},E_{2}\right)$的情况下，源节点$(S)$通过解码转发中继$(R)$与目的地节点$(D)$通信。此外，发射节点$\left(S,R\right) $具有单个发射天线，而接收器$\left(R,D,E_{1},E_{2}\right) $配备有多个接收天线。基于每跳信噪比（SNR）和相关保密容量的统计特性，推导了保密截获概率（IP）度量的封闭表达式。此外，渐近表达式揭示了两种情况下，即（i）移动节点与不完美的CSI和（ii）静态节点与完美的CSI。结果表明，在第一种情况下，由于平均信噪比存在一个上限值，所以出现了零保密分集阶数，而在第二种情况下，当平均信噪比较高时，IP的保密分集阶数呈线性下降，其中可实现的分集阶数取决于衰落参数和合法链路/节点的天线数.此外，对于静态节点，当CSI缺陷功率从$0$升高到$10^{-3}$时，系统可以被IP $=3\times10^{-3},$处的$15$ dB保密性损失所惩罚。最后，合法节点的速度、载波频率、延迟和/或中继的解码阈值SNR越高，系统的保密性越差。Monte Carlo模拟赞同推导出的分析结果。
2022-05-15 cs.IT math.IT
Physical Layer Security over Fluid Antenna Systems: Secrecy Performance Analysis
本文研究任意相关衰落信道下流体天线系统的物理层安全性能，利用copula推导信道分布解析表达式，结合高斯-拉盖尔求积法得到平均保密容量等指标的紧致表达式，数值验证单激活端口流体天线比传统天线系统传输更安全可靠。
2024-09-17 cs.IT eess.SP math.IT
Data-Aided Secure Massive MIMO Transmission with Active Eavesdropping
本文研究了具有主动窃听的时分复用多小区多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统的保密通信设计。我们假设窃听者在窃听期望用户的下行链路数据传输阶段之前主动攻击上行链路导频传输和上行链路数据传输。我们利用接收到的导频和数据信号进行上行链路信道估计。我们分析表明，当发射天线的数量和数据向量的长度都趋于无穷大时，期望用户和窃听者的信号位于不同的特征空间的接收信号矩阵在基站，如果他们的信号功率是不同的。这一发现表明，降低（而不是增加）的期望用户的信号功率可能是一个有效的方法来打击强大的主动攻击的窃听。受这一结果的启发，我们提出了一个数据辅助安全下行链路传输方案，并推导出一个渐近可实现的保密和速率表达式所提出的设计。数值结果表明，在强主动攻击下，所提出的设计实现了显着的保密率增益相比，采用匹配滤波器预编码和人工噪声生成的传统设计。
2018-01-22 cs.IT math.IT
Artificial Interference Aided Physical Layer Security in Cache-enabled Heterogeneous Networks
缓存流行内容是卸载无线网络中移动数据流量的一种很有前途的方法，但到目前为止，缓存在提高物理层安全性（PLS）方面的潜在优势很少被考虑。在本文中，我们有助于利用用户的缓存能力，以提高PLS在无线异构网络（HetNet）的设计和理论理解。在这样的网络中，基站（BS）通过利用一些可用功率来发送预先缓存的文件，使得仅窃听者的信道被降级，来确保通信的保密性。因此，BS，用户和窃听者的节点位置首先建模为相互独立的泊松点过程（PPP）和相应的文件访问协议的开发。然后，我们推导出两个指标的解析表达式，平均保密率和保密覆盖概率，为建议的系统。数值结果表明，所提出的网络的显着的安全优势，并表征网络资源的保密度量的影响。
2017-11-11 cs.IT math.IT
Physical Layer Security Enhancement Using Artificial Noise in Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X) Networks
蜂窝车联网（C-V2X）通信网络中机密信息的安全传输对于用户的人身安全至关重要。然而，对于C-V2X，关于物理层安全性（PLS）的研究并不多。由于人工噪声（AN）和安全波束成形是蜂窝通信中流行的PLS技术，因此在本文中，我们研究了这些PLS技术用于增强C-V2X网络安全性的潜力。特别地，利用随机几何，我们研究了AN辅助的C-V2X网络的PLS，其中合法车辆节点、恶意车辆节点和路边单元（RSU）的位置由共同泊松线过程（PLP）驱动的Cox过程建模，并且蜂窝基站（BS）的位置由二维（2D）泊松点过程（PPP）建模。基于最大信干比（SIR）的关联方案，我们计算了网络的覆盖概率。我们还推导出的保密概率的界限，这是通过仿真结果进行验证。此外，我们得到了一个分析结果的有效保密吞吐量表征窃听信道的可靠性和安全性。仿真结果验证了分析结果，并提供了有趣的见解网络参数的影响，可实现的保密性能。仿真结果表明，较大的阵列天线可以提供更好的安全传输策略的鲁棒性，并且机密信息和AN之间的最优功率分配比对于不同的天线数几乎保持不变。
2020-09-30 cs.IT math.IT
On the Ergodic Secrecy Capacity of Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Systems Under Mixture Gamma Fading
本文提出了一种量化评估的物理层安全能力的可重构智能表面（RIS）辅助无线系统下窃听。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达式遍历保密容量（ESC），是适应不同类型的衰落和RIS大小。假设发射机（TX）和RIS，RIS和合法接收机以及TX和窃听者之间的信道遵循独立的混合伽马（MG）分布。请注意，MG能够建模各种各样的众所周知的分布，包括高斯分布，瑞利分布，Nakagami-m分布，莱斯分布等。结果表明，随着RIS规模的增加，虽然合法链路的分集阶数增加，ESC增益下降。
2023-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Secure UAV-to-Ground MIMO Communications: Joint Transceiver and Location Optimization
无人飞行器（UAV）由于其优越的信道质量而被预见构成有前途的机载通信设备。但是无人机对地（U2G）通信很容易被窃听。因此，我们设想了一个复杂的物理层安全解决方案，以提高多天线辅助U2G系统的保密率。利用随机矩阵理论推导了U2G MIMO窃听信道的保密率。然后将得到的显式表达式应用于MIMO收发器和UAV位置的联合优化中，该联合优化依赖于交替优化技术。我们的数值计算结果表明，联合收发器和位置优化的设想有利于安全通信，即使在具有挑战性的情况下，其中的合法渠道的机密信息是劣于窃听信道。
2022-07-10 cs.IT eess.SP math.IT
Reduction Theorem for Secrecy over Linear Network Code for Active Attacks
讨论了在网络编码下顺序错误注入对信息泄漏的影响。我们制定了单传输设置和多传输设置的网络代码。在此公式下，我们证明了当网络中的操作是线性操作时，窃听者不能通过顺序错误注入来提高窃听的能力。我们通过一个具体的网络例子证明了这一约化定理的有效性。
2020-03-26 cs.IT math.IT
Exploiting Beamforming for Enforcing Semantic Secrecy in 5G NR mmWave Communications
本文在5G NR毫米波初始小区搜索中实验验证语义安全物理层安全，通过调整PBCH子载波功率和波束角度，以区分错误率上下界评估不同SNR下的保密性能。
2025-04-10 cs.IT math.IT
First Glimpse on Physical Layer Security in Internet of Vehicles: Transformed from Communication Interference to Sensing Interference
针对车联网通感一体化系统的物理层安全问题，提出利用固有雷达感知干扰并联合优化通信时长、功率与轨迹，实现3.92 bps/Hz保密速率。
2025-02-19 cs.IT math.IT
Physical Layer Security for Massive MIMO: An Overview on Passive Eavesdropping and Active Attacks
本文讨论了大规模多输入多输出（MaMIMO）系统中物理层安全集成的机遇和挑战。具体来说，我们首先证明了MaMIMO本身对被动窃听攻击是鲁棒的。然后，我们审查了导频污染计划，积极攻击信道估计过程。这种导频污染攻击不仅大大降低了可实现的保密容量，而且很难被检测到。我们通过回顾文献中检测MaMIMO主动攻击的一些方法来进行。论文的最后一部分概述了我们认为未来最重要的开放研究问题，并给出了一些有希望的研究方向来解决这些问题。
2015-04-27 cs.IT math.IT
Achieving Covertness and Secrecy: A New Paradigm for Secure Wireless Communication
本文探讨了一种新的安全的无线通信模式，其中的物理层安全技术被应用到抵制检测和窃听攻击，这样的关键隐蔽性和保密性的通信是共同保证。我们首先提供了理论模型的隐蔽中断概率（COP），保密中断概率（SOP）和传输概率（TP）来描述的隐蔽性，保密性和传输性能的范式。为了理解新范式下的基本安全性能，我们定义了一个新的度量-隐蔽保密率（CSR），它表征了受COP，SOP和TP约束的最大传输速率。我们进一步进行详细的理论分析，以确定在各种情况下的检测器窃听的关系和安全传输方案所采用的发射机的CSR。最后，数值结果来说明新的安全通信模式下可实现的性能。
2021-03-10 cs.IT math.IT
Securing RIS-Aided Wireless Networks Against Full Duplex Active Eavesdropping
本文针对RIS辅助无线网络面临全双工主动窃听的问题，提出联合优化基站与RIS波束形成器的交替优化方案，通过数值分析验证干扰信号影响及RIS单元数量等因素对保密性能的作用，为相关安全研究提供参考。
2024-11-26 cs.ET cs.IT cs.SY
Physical Layer Security Performance of Cooperative Dual RIS-aided V2V NOMA Communications
本文针对存在窃听的双RIS辅助NOMA V2V通信系统，推导等效信道分布与保密性能解析及渐近表达式，验证双RIS可提升传输可靠性与通信安全性，为智能交通系统安全通信提供支撑。
2024-10-07 cs.IT eess.SP math.IT
Improving Physical-Layer Security in Wireless Communications Using Diversity Techniques
由于无线电传播的广播性质，未经授权的使用者很容易偷听无线传输以进行截取，因此极易受到窃听攻击。为此，物理层安全正在成为一个有前途的范例，以保护无线通信免受窃听攻击，通过利用无线信道的物理特性。传统的人工噪声产生和波束形成技术通常需要消耗额外的功率来产生人工噪声，并且波束形成器的设计具有很高的实现复杂度。我们提出了几种多样性的方法来提高无线物理层的安全性，包括多输入多输出（MIMO），多用户分集和合作分集。为了说明通过多样性的安全性的改善，我们提出了一个案例研究，利用合作中继，以协助从源到目的地的信号传输，同时抵御窃听攻击。本文从保密容量和截获概率两个方面分析了协作中继传输在瑞利衰落环境下的安全性能。结果表明，随着中继节点数目的增加，协作中继传输的保密容量和截获概率都有显著提高，这说明利用协作分集技术可以提高物理层的安全性.
2014-05-15 cs.IT math.IT
Cell-free Massive MIMO Networks: Optimal Power Control against Active Eavesdropping
本文研究了最近推出的网络（“无小区大规模MIMO”）下的导频欺骗攻击的安全性方面。首先，一个简单的方法来识别这种类型的一个积极的窃听攻击的特定用户的存在。为了应对这种攻击，我们考虑的问题，最大化可达到的数据率的攻击用户或其可达到的保密率。相应的问题，最小化的消耗功率的安全约束也被认为是并行的。路径跟踪算法的发展，以解决不同的功率分配给接入点（AP）的优化问题。在设备功率分配给AP，这些优化问题承认封闭形式的解决方案。数值结果表明了它们的有效性。
2018-05-11 cs.IT math.IT
Counteracting Eavesdropper Attacks Through Reconfigurable Intelligent Surfaces: A New Threat Model and Secrecy Rate Optimization
可重构智能表面（RIS）用于节能和性能提升的无线通信的潜力最近获得了显著的研究关注，促使他们考虑各种第$5$代（5G）高级和超越应用。在本文中，我们考虑多输入多输出（MIMO）物理层安全（PLS）系统与多个数据流，包括一个合法的被动RIS和一个恶意的被动RIS，前者是透明的多天线窃听者和后者的存在是未知的合法的多天线收发器。首先，我们提出了一种新的威胁模型的RIS增强窃听系统和设计一个联合优化框架的窃听者的接收组合矩阵和反射系数的恶意RIS。接下来，重点放在保密率最大化的问题，我们提出了一个RIS授权PLS计划，联合设计合法的预编码矩阵和数据流的数量，人工噪声（AN）的协方差矩阵，接收组合矩阵，和反射系数的合法RIS。所提出的优化算法，其收敛到至少局部最优点的证明，是基于交替最大化，最小化最大化，流形优化，包括半封闭形式的优化变量的表达式。我们对两个有代表性的系统设置的广泛模拟结果表明，在没有合法RIS的情况下，收发器空间滤波和AN无法提供非零保密率，即使对于具有少量元素的恶意RIS也是如此。然而，当部署$L$元素合法RIS时，可以保护机密通信免受拥有甚至多于$5L$元素恶意RIS的窃听系统的攻击。
2022-12-05 cs.IT math.IT
Intelligent Reflecting Surfaces for Enhanced Physical Layer Security in NOMA VLC Systems
智能反射表面（IRSs）的兴起为可见光通信（VLC）系统的前所未有的功能打开了大门。通过控制室内环境中的光传播，可以操纵信道条件以实现特定的关键性能指标。在本文中，我们调查的作用，IRS可以发挥在提高保密能力的非正交多址（NOMA）VLC系统。更具体地说，我们提出了一个基于IRS的物理层安全（PLS）机制，减轻了NOMA固有的信息泄漏风险。我们的研究结果表明，实现的保密能力可以提高高达105%的80 IRS元素的数量。据我们所知，这是第一篇研究基于NOMA的IRS辅助VLC系统的PLS的论文。
2022-11-17 cs.IT cs.NI math.IT
Secrecy Limits of Energy Harvesting IoT Networks under Channel Imperfections
同时无线信息和功率传输（SWIPT）最近已经从学术界和工业界聚集了许多研究兴趣，作为能量收集物联网（IoT）网络的关键使能器。由于这种网络的使用情况越来越多，从物理层安全（PLS）的角度研究其性能限制是很重要的。有了这个意图，这项工作的目的是提供一个新的分析遍历保密能力的SWIPT系统提供Rician和Nakagami-m衰落通信链路。为了对系统进行现实评估，已经考虑了基于SWIPT的IoT系统的不同接收器设计的信道估计的缺陷。随后，所考虑的情况下，遍历保密能力的封闭形式的表达式提供，然后，通过广泛的模拟验证。结果表明，错误的上限出现由于不完美的信道估计在高值的信噪比（SNR）。更重要的是，在不同的信道条件下的保密容量停止增加超过一定的限制，尽管增加的主链路的SNR。对信道能量与信道质量的权衡进行了深入的分析，并对理想和不理想的信道估计进行了比较。作为物联网网络不断发展的一部分，这项工作中提供的结果可以帮助确定物联网网络在存在多个窃听者的情况下的保密限制。
2020-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
Spatial Secrecy Spectral Efficiency Optimization Enabled by Reconfigurable Intelligent Surfaces
针对窃听者位置未知的场景，提出利用可重构智能表面（RIS）联合优化数字波束成形与模拟相位，以最大化空间平均保密频谱效率，无需瞬时窃听信道信息，仿真验证了显著性能增益。
2023-06-19 cs.IT eess.SP math.IT
UAV-Enabled Cooperative Jamming for Improving Secrecy of Ground Wiretap Channel
该文提出了一种新的无人机移动干扰方案，以提高地面窃听信道的保密率。具体地，采用UAV来发射干扰信号以对抗窃听。这种移动干扰方案特别有吸引力，因为支持UAV的干扰机可以飞近窃听者，并通过利用UAV的移动性来机会性地干扰窃听者。我们的目标是最大限度地提高平均保密率，通过联合优化无人机的轨迹和干扰功率在给定的飞行时间。为了使问题更容易处理，我们驱动一个封闭形式的下界可实现的保密率，基于此无人机的轨迹和发射功率交替优化的高效迭代算法，采用块坐标下降和连续凸优化技术。仿真结果表明，所提出的联合设计可以显着提高所考虑的窃听系统的保密率相比，基准计划。
2018-10-13 cs.IT math.DS 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
Confidential Signal Cancellation Phenomenon in Interference Alignment Networks: Cause and Cure
本文针对干扰对齐网络中机密信号抵消现象，理论分析其成因与发生条件，提出融合最大特征模式波束成形的改进方法，并给出保密中断概率闭式解及保密速率最大化优化方案。
2023-05-31 cs.IT math.IT
The Impact of Side Information on Physical Layer Security under Correlated Fading Channels
在本文中，我们研究了边信息（SI）的相关衰落信道下的物理层安全（PLS）的性能的影响。通过考虑非因果已知的SI在发射机和利用Copula技术来描述衰落相关性，我们推导出封闭的表达式的平均保密容量（ASC）和保密中断概率（SOP）的正/负相关条件下。我们表明，在发射机考虑这样的知识是有益的系统性能，并确保可靠的通信与更高的速率，因为它提高了SOP，并带来了更高的值的ASC。
2022-08-20 cs.IT math.IT
Secure UAV Random Networks With Minimum Safety Distance
本文从全网络的角度研究了随机无人机网络的物理层安全问题，其中无人机的位置被建模为Mat $\acute{\text{e}}$ rn硬核点过程（MHCPP）来表征无人机之间的最小安全距离，用户和窃听者的位置分别被建模为泊松簇过程和泊松点过程.无人机采用迫零预编码为多个地面用户提供服务，并发射人工噪声以对抗窃听。我们推导出了典型用户的覆盖概率和保密概率的近似表达式，并由此得到了整个网络的保密吞吐量。数值结果表明，解析解能很好地逼近仿真结果.参数的保密性能的影响。
2021-03-01 cs.IT math.IT
Data Secrecy in Distributed Storage Systems under Exact Repair
研究了分布式存储系统中的数据防窃听问题。重点是使用线性代码并实现精确修复以从节点故障中恢复的系统。可以安全存储的最大文件大小是针对所有可用节点都有助于修复的系统确定的（即，修复程度$d=n-1$，其中$n$是节点的总数）和任意数量的受损节点。文献中的类似结果仅限于最多两个受损节点的情况。此外，新的显式上界给出的最大安全文件大小的系统与$d<n-1$。本文的贡献的关键成分是新的结果子空间相交的数据在修复过程中下载。新的界限意味着有趣的事实，即可以安全存储的最大数据随着受损节点的数量呈指数下降。
2013-04-12 cs.IT math.IT
Maximizing Secrecy Rate of an OFDM-based Multi-hop Underwater Acoustic Sensor Network
在本文中，我们考虑了窃听攻击的多跳，水下声传感器网络（UWESTERN），其中包括$M+1$水下传感器，报告他们的感知数据，通过正交频分复用（OFDM）计划的汇节点在水面上。此外，由于附近存在被动恶意节点，传感器节点和汇聚节点之间的多跳水下声（UWA）信道容易在每一跳上的窃听攻击。因此，当前的问题是以在每一跳处使保密率最大化的方式进行（辅助/中继）节点选择（用于将数据转发到下一跳）以及功率分配（跨OFDM子载波）。为此，这个问题的节点选择和功率分配（NSPA）制定为一个混合的二进制整数优化程序，然后通过分解方法，并利用对偶理论与Karush-Kuhn-Tucker条件最优解决。我们还提供了一个计算效率高，次优的解决方案的NSPA问题，在那里我们重新制定它作为一个混合整数线性规划，并通过分解和几何方法解决它。此外，当UWA信道是多路径（而不仅仅是视线），我们调查一个额外的，基于机器学习的方法来解决NSPA问题。最后，我们计算了所有三种方案（最优、次优和基于学习）的计算复杂性，并进行了大量的模拟，以比较它们的性能，并与基线方案（为所有子载波分配相等的功率，并进行基于深度的节点选择）进行比较。简而言之，这项工作提出了各种（最优和次优）的方法，通过资源分配在协议栈的物理层提供信息理论的安全性。
2020-07-19 cs.IT math.IT
