Strong Secrecy for General Multiple-Access Wiretap Channels
本文研究了一般的多址窃听信道，并讨论了实现可靠性和强保密性的码的存在性。通过变分距离度量评估信息泄漏到窃听者，而通过修改Feinsteins引理限制平均错误概率。利用多址信道的可分解性理论，利用信息谱方法，导出了一个可实现的强保密率域。
2020-03-07 cs.IT math.IT
Explicit Solution of Worst-Case Secrecy Rate for MISO Wiretap Channels with Spherical Uncertainty
考虑了一个多输入单输出（MISO）窃听信道模型，该模型包括一个多天线发射机、一个单天线合法接收机和一个单天线窃听器。对于合法和窃听信道的球形不确定性的情况下，找到最佳的输入协方差，最大化最坏情况下的保密率受到功率约束的问题，被认为是，并提供了一个明确的表达式的最大最坏情况下的保密率。
2011-07-30 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
Achieving Secrecy Capacity of the Wiretap Channel and Broadcast Channel with a Confidential Component
Wyner的窃听信道模型是第一个同时考虑可靠性和安全性约束的通信模型。在最近的文献中，各种型号的窃听信道的容量实现计划受到了相当大的关注。在本文中，我们表明，一般的能力（不一定退化或对称）窃听信道下的“强保密约束”，可以实现使用基于极化码的传输方案。我们还扩展我们的建设的情况下，广播信道的机密消息定义的Csisz{á}r和K{örner}，实现了整个容量区域的通信模型。
2016-11-03 cs.IT math.IT
Exact Random Coding Secrecy Exponents for the Wiretap Channel
我们分析了确切的指数衰减率的预期量的信息泄露给wyner的窃听通道设置使用窃听通道代码从i.i.d.和恒定组成随机码。我们对i.i.d.随机编码系综表明，使用该系综的先前已知的可实现的保密指数确实是系综中平均码的精确指数。此外，我们对从恒定组成随机码的系综构造的窃听信道码的分析导致了一个指数，该指数除了是平均码的精确指数之外，还大于迄今为止在文献中针对该系综建立的可实现的保密指数（其又已知小于通过从i.i.d.随机编码集合）。我们展示的例子中，确切的秘密指数窃听信道码构造随机常数组成码大于那些构造独立同分布。随机码和其中从I.I.D.随机码比由恒定组成的随机码构造的那些随机码大。因此，我们的结论是，不同于纠错问题，有没有一般的两个随机编码合奏之间的顺序在他们的保密指数。
2016-09-12 cs.IT math.IT
Scalar Gaussian Wiretap Channel: Properties of the Support Size of the Secrecy-Capacity-Achieving Distribution
本文研究了在输入信号具有幅度约束的标量高斯窃听信道的保密容量。已知对于该信道，获得安全容量的分布是离散的，具有200个点。这项工作改进了这样的结果，示出了一个上界的顺序$\frac{\mathsf{A}}{σ_1^2}$，其中$\mathsf{A}$是幅度约束和$σ_1^2$是高斯噪声的方差在合法的信道。
2021-09-03 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
Generalizing Multiple Access Wiretap and Wiretap II Channel Models: Achievable Rates and Cost of Strong Secrecy
本文研究了新的两用户多址窃听信道模型。首先，介绍了三种不同的窃听方案下的具有离散无记忆主信道的多址窃听信道II。窃听器，在经典的窃听信道II模型，选择一个固定长度的子集的信道使用，她获得无噪声的观察一个码字，一个叠加的两个码字，或每两个码字。因此，这些扩展了最近审查的窃听通道II与嘈杂的主通道的多址设置与各种攻击模型的窃听。接下来，提出了一种新的多址窃听信道模型，该模型进一步推广了第三种窃听场景下的多址窃听信道II，即，提出了一种具有最强对抗性的模型。在该模型中，窃听器除了选择一个信道子集用于无噪声地观察两个用户发送的码字符号外，还通过一个离散的无记忆多址信道来观察两个码字的剩余部分。导出了所有模型的可扩展强保密率区域。通过求解源模型中的双重多终端秘密密钥协商问题，并使用概率分布近似参数将解转换为原始信道模型来建立可验证性。推导出的可达到的速率区域量化的保密成本，由于额外的能力，窃听器相对于以前的多址窃听模型。
2018-02-06 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
Secrecy Results for Compound Wiretap Channels
我们推导出一个下限的复合窃听信道的信道状态信息的发送端的秘密容量相匹配的一般上限的一般复合窃听信道的秘密容量由梁等。从而建立一个完整的编码定理在这种情况下。我们实现了这一点，一个更强的保密标准和最大错误概率标准，并与解码器，是强大的对编码中的随机化的影响。这使我们无需解码随机化参数，这在该模型中通常是不可能的。此外，我们证明了一个下界的秘密容量的复合窃听信道没有信道状态信息，并推导出一个多字母的表达能力，在这种通信场景。
2012-11-25 cs.IT math.IT
Iterative Antenna Selection for Secrecy Enhancement in Massive MIMO Wiretap Channels
对大规模MIMO系统的兴趣的增长伴随着硬件成本和计算复杂性。天线选择是克服这种成本加复杂性问题的有效方法，这也提高了窃听设置中的保密性能。最佳天线选择需要穷举搜索，这对于大维度的设置在计算上是不可行的。提出了一种大规模多用户MIMO窃听环境下的天线选择迭代算法。该算法采用逐步的方法来找到合适的发射天线子集。数值研究描绘了一个显着的增强的保密性能。
2018-05-30 cs.IT math.IT
Wiretap Channels with Causal State Information: Strong Secrecy
在强保密准则下，研究了具有因果信道状态信息的窃听信道的编码问题。这个问题包括两个方面：一个是由于天真的窃听信道编码，另一个是由于一次一密密码的基础上的秘密密钥协议的Alice和Bob之间使用的信道状态信息。这两个方面是密切相关的，并从可达到的高保密率的角度进行了详细的研究。研究了Alice、Bob和Eve之间具有不同方向信道状态信息（称为多路信道状态信息）的一般窃听信道，并将上述系统作为特例。我们提供了一个统一的观点，窃听信道编码与因果多路信道状态信息。
2019-07-28 cs.IT math.IT
Sum Secrecy Rate in MISO Full-Duplex Wiretap Channel with Imperfect CSI
本文研究了在MISO（multiple-input-single-output）{ \em full-duplex}窃听信道中，存在被动窃听者和不完全信道状态信息（CSI）时的可达和保密率.我们假设参与全双工通信的用户具有多个发射天线，并且用户和窃听者各自具有单个接收天线。用户具有各自的发射功率约束。它们还发射干扰信号以提高保密率。通过最大化最坏情况下的和保密率，得到了可实现的完美保密率域。我们还得到了相应的发送协方差矩阵与消息信号和干扰信号。数值结果表明，不完美的CSI上的可实现的保密率区域的影响。
2015-03-25 cs.IT math.IT
The Secrecy Gain of Formally Unimodular Lattices on the Gaussian Wiretap Channel
我们认为格编码的高斯窃听信道，其中的挑战是，以确保两个授权方之间的可靠通信，同时防止窃听者从学习传输的消息。最近，一种称为格型编码方案的保密函数的度量被提出来作为描述窃听者正确决策概率的设计准则。本文提出了一类形式幺模格，并证明了它具有与幺模格和等对偶格相同的保密函数行为。基于构造A，我们提供了一种确定保密增益的通用方法，即，最大值的保密功能，形式上的幺模格从形式上的自对偶码。此外，我们表明，形式幺模格可以实现更高的保密增益比最知名的幺模格从文献中。
2021-11-02 cs.IT math.IT
Power Allocation in MIMO Wiretap Channel with Statistical CSI and Finite-Alphabet Input
在本文中，我们考虑在MIMO窃听信道的功率分配问题的秘密存在多个窃听者。假设目标信道状态信息（CSI）的完美知识和窃听者CSI的仅统计知识。我们首先考虑具有高斯输入的MIMO窃听信道。利用Jensen不等式，将保密率最大最小优化问题转化为一个最大化问题。我们使用广义奇异值分解和转换的问题，一个凹最大化问题，最大化的总和保密率的标量窃听信道的传输协方差矩阵的线性约束。然后，我们考虑有限字母输入的MIMO窃听信道。我们发现，高斯输入的情况下，得到的传输协方差矩阵，当使用在MIMO窃听信道与有限字母输入，可以导致零保密率在高发射功率。然后，我们提出了一个额外的功率约束的功率分配方案，它解决了这个保密率损失的问题，并给出了非零的保密率在高发射功率。
2014-01-15 cs.IT math.IT
On Capacity Region of Wiretap Networks
在本文中，我们考虑的问题，安全的网络编码的对手有机会从一个已知的链接子集的集合中选择一个未知的链接子集。我们研究了这种网络的容量区域，通常被称为“窃听网络”，受到弱和强保密约束，并考虑零错误和渐近零错误通信。证明了在一般离散无记忆网络中，强保密要求下的容量域和弱保密要求下的容量域是相等的.特别是，这一结果表明，在窃听网络的渐近零概率的错误不收缩的能力区域相比，弱保密要求的情况下，要求强保密。我们还推导出内部和外部边界的网络编码能力区域的窃听网络的弱保密约束，为零概率的错误和渐近零概率的错误，在熵区域。
2013-11-24 cs.IT math.IT
An Overview of Generic Tools for Information-Theoretic Secrecy Performance Analysis over Wiretap Fading Channels
一种替代或补充的方法被称为物理层安全已经被提出来提供一个额外的安全层上的传统的密码技术。在本文中，保密性能的调查，在经典的爱丽丝鲍勃夏娃窃听衰落信道的概述进行。在经典窃听信道模型的基础上，综合列举并比较了小尺度、大尺度、复合和级联衰落信道模型下物理层保密性分析的现有研究成果。给出了精确的保密度量表达式，包括保密中断概率（SOP）、非零保密容量概率（PNZ）、平均保密容量（ASC）和保密界（包括SOP下界和遍历保密容量）。为了以更通用和灵活的分布包含上述四种衰落信道模型，混合伽马（MG）、高斯混合（MoG）和Fox的$H$函数分布是主要包含上述四种衰落信道模型的三个有用的候选。它表明，它们是灵活的和通用的辅助保密性分析，以获得封闭形式的表达式。同时也强调了它们的优点和局限性。最后，这三种方法被证明是一个统一的保密分析框架，可以覆盖所有类型的独立窃听衰落信道模型。此外，本文还根据系统的结构，回顾了现有的保密增强技术，给出了开关传输方案、干扰方法（包括人工噪声和人工快衰落）、天线选择和安全域。
2020-12-14 cs.IT math.IT
Achieving Optimal Short-Blocklength Secrecy Rate Using Multi-Kernel PAC Codes for the Binary Erasure Wiretap Channel
本文针对二进制擦除窃听信道，提出多核PAC码短分组编码方案，证明在特定保密泄漏约束下可在分组长度16至128实现理论最优保密速率。
2024-09-01 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity of Cost-Constrained Wiretap Channels
在许多信息论信道编码问题中，向操作设置添加输入成本约束相当于限制容量公式中的优化域。本文表明，在一般的信念相反，这样一个简单的修改不适用于成本约束（CC）窃听信道（WTC）。无成本约束的离散无记忆WTC的安全容量由一个辅助随机变量描述。然而，对于CC DM-WTC，我们表明，两个辅助设备是必要的，以实现容量。具体地说，我们首先推导出的安全容量公式，证明直接部分通过叠加编码。然后，我们提供了一个例子的CC DM-WTC的secondary容量不能使用一个单一的辅助实现。这确立了叠加编码在CC WTC上的基本作用。
2020-12-26 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of a MIMO Gaussian Wiretap Channel with a Cooperative Jammer
本文研究了一个具有信源、合法接收者、窃听者和外部助手的助手辅助高斯窃听信道的保密容量，其中每个终端都配备有多个天线。在这种情况下，确定的保密能力通常需要解决一个非凸的保密率最大化（SRM）的问题。为了解决这个问题，我们首先将原来的SRM问题转化为一系列凸子问题。对于单天线合法接收机的特殊情况，我们通过凸优化和一维搜索相结合的方法得到了保密容量，而对于多天线合法接收机的一般情况，我们提出了一种迭代求解方法.为了更深入地了解如何帮助辅助高斯窃听信道的保密能力的行为，我们研究了可实现的安全自由度（s.d.o.f.）并获得最大可实现的S.D.O.F.以封闭的形式。我们还推导出一个封闭形式的解决方案，以达到最大的S.D.O.F.的原始SRM问题。数值结果表明了所提出方案的有效性。
2015-09-15 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Performance of Multi-antenna Wiretap Channels With Diversity Combinings Over Correlated Rayleigh Fading Channels
本文提出了一个详细的保密中断性能的相关多天线窃听信道与三个流行的分集合并方案，即最大比合并，选择合并，并在合法接收机的等增益合并的分析。对于单输入多输出窃听信道，导出了系统秘密中断概率的精确表达式和渐近表达式。研究结果表明，与所有通道都是独立的情况相比，仅主通道的相关性使SOP增加1/det（U），其中det（U）是相关矩阵U的行列式。相比之下，在合法接收器处的高信噪比状态下，主信道与窃听者信道之间的相关性对SOP具有积极影响。此外，对于多输入多输出窃听信道，两个发射天线选择（TAS）计划的SOP进行了分析所考虑的相关信道模型。这两种TAS方案的SOP关系由保密阵列增益量化。最后，数值模拟证实了分析结果。
2018-08-09 cs.IT math.IT
Scalar Gaussian Wiretap Channel with Peak Amplitude Constraint: Numerical Computation of the Optimal Input Distribution
本文研究了一个标量高斯窃听信道，而不是平均输入功率的约束，我们认为输入的峰值幅度约束。我们的目标是获得洞察的安全能力和安全能力实现分布的结构。本文利用最新的理论进展的结构的security-capacity-achieving分布，本文开发了一个数值程序的基础上，梯度上升算法和一个版本的Blahut-Arimoto算法，计算security-capacity和security-achieving的输入和输出分布。
2021-11-22 cs.IT math.IT
On Secrecy Rate Analysis of MIMO Wiretap Channels Driven by Finite-Alphabet Input
本文研究了有限字母表信源输入对多天线窃听系统保密率的影响。现有的工作特点的最大可实现的保密率或保密容量的单天线和多天线系统的高斯源信号和保密码的基础上。尽管高斯信源不切实际，但线性信道高斯输入和相应输出之间的互信息的紧凑的封闭形式的表达导致了高斯输入假设在物理保密分析中的广泛应用。从实际应用的角度出发，研究了有限离散星座对多天线窃听信道可达保密率的影响。我们提出的预编码方案将多天线系统转换为一组并行信道。基于这种预编码策略，我们提出了一种基于对偶分解的分散功率分配算法，以最大化可达保密率。此外，我们分析了在低信噪比和高信噪比的情况下，有限字母输入的可实现的保密率。我们的研究结果表明，在有限字母输入的系统和高斯输入的系统之间的保密率有很大的差异。
2012-01-21 cs.IT math.IT
Capacity results for compound wiretap channels
我们推导出一个下限的复合窃听信道的信道状态信息的发送端的秘密容量相匹配的一般上限的一般复合窃听信道的秘密容量由梁等。从而建立一个完整的编码定理在这种情况下。我们实现了这一点，一个相当强大的保密标准和解码器，是强大的对随机化的影响，在编码。这使我们无需解码随机化参数，这在该模型中通常是不可能的。此外，我们证明了一个下界的秘密容量的复合窃听信道没有信道状态信息。
2011-08-09 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of Two-Hop Relay Assisted Wiretap Channels
近年来，增强物理层特性以确保通信安全受到了相当大的关注。此外，与网络的一些节点的合作可以提供多天线系统的好处，增加了这样的信道的保密容量。在本文中，我们考虑合作窃听信道的放大和转发（AF）中继的帮助下，从源传输机密信息到合法的接收器中存在的窃听者。在这方面，AF依赖的保密能力推导出，假设中继是受峰值功率约束。为此，通过求解一个非凸优化问题来评估高斯输入下可实现的保密率。然后，证明了任何大于该保密率的速率都是不可实现的。为了做到这一点，一个天才的辅助信道的能力作为一个上界的基础信道的保密能力的推导，显示这个上界是等于高斯输入的计算可达到的保密率。相应地，相应的保密能力相比，解码和转发（DF）的战略，这是作为基准，在目前的工作。
2013-01-08 cs.IT math.IT
Secrecy Gain: a Wiretap Lattice Code Design
我们提出了保密增益的概念作为一个代码的设计标准窃听格码将用于加性高斯白噪声信道。我们的分析依赖于合法用户和窃听者的错误概率。我们专注于几何性质的格子，描述了他们的θ系列，良好的窃听代码的特点。
2010-07-08 cs.CR cs.IT math.IT
A New Wiretap Channel Model and its Strong Secrecy Capacity
本文提出了一种新的窃听信道模型，其中合法的发射机和接收机在一个离散的无记忆信道上通信。窃听者完全可以访问她选择的传输码字符号的固定长度子集。此外，她通过离散的无记忆通道观察传输符号的剩余部分。该模型将经典窃听信道和带噪声主信道的窃听信道II作为其特例。所提出的信道模型的强保密能力被确定。通过求解源模型中的双重秘密密钥协议问题，并使用概率分布近似参数将解转换为原始信道模型，来建立可验证性。在对偶问题中，一个源编码器和解码器，谁观察随机序列独立和同分布根据输入和输出分布的合法信道在原来的问题，使用一个单一的前向传输在一个公共的无错信道上的机密密钥通信，在存在的复合窃听源谁拥有完美的访问公开讨论。通过推导一个引理，该引理为概率提供了双指数收敛速率，对于子集的固定选择，密钥是均匀的，并且独立于公众讨论和窃听源的观察，从而保证了密钥的安全性。利用Sanov定理推导出了新窃听信道模型的保密容量的上界，即当窃听子集是自然随机选取时的保密容量。
2017-01-24 cs.IT math.IT
Wiretap channel capacity: Secrecy criteria, strong converse, and phase change
本文采用等镜像大小信源划分技术，推导了一般离散无记忆窃听信道（DM-WTC）在四种不同保密准则下的容量。这些准则分别规定了秘密消息和窃听者观测值的联合概率与独立情况下的相应概率之差的期望值和尾概率的绝对值差和指数差的要求。这些标准中的一些标准减少到以前在文献中已经考虑的标准泄漏和变化距离约束。当允许非零误差和保密容差时，这些保密准则下的容量是不同的。基于这些新的结果，我们可以得出结论，只有在基于约束尾概率的两个保密准则下，DM-WTC的强逆性质才普遍成立。在基于期望值的保密准则下，观察到一个有趣的相变现象，作为公差值的变化。
2018-02-15 cs.IT math.IT
Shannon's secrecy system with informed receivers and its application to systematic coding for wiretapped channels
香农的保密系统中的设置进行了研究，其中合法的解码器和窃听器都可以访问与源相关的边信息序列，但窃听器通过比合法解码器的相应信道更嘈杂的信道接收编码信息和边信息，而合法解码器又与编码器共享秘密密钥。一个单字母的表征提供了可实现的区域中的空间的五个数字的优点：在窃听器的含糊度，关键率，在合法的接收器，编码信道的带宽扩展因子的源重建的失真，和平均传输成本（广义功率）。除了这是早期研究的延伸之外，它还提供了一个框架，用于研究存在窃听信道的系统代码的基本性能限制。最佳可实现的性能的系统码，然后比较一般的代码在几个方面，并给出了几个例子。
2006-11-26 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity Region of Some Classes of Wiretap Broadcast Channels
这项工作调查的窃听广播信道（WBC）的保密能力与外部窃听源希望通过广播信道（BC），同时保持他们的秘密从窃听者的两个私人消息进行通信。我们推导出一个非平凡的外边界上的保密能力区域的这个通道，在没有安全约束的情况下，减少到最好的已知的外边界的标准BC的能力。内界也推导出以下的行为的最佳已知的内界的BC和窃听信道。这些界限被证明是紧的确定性BC与一般的窃听者，半确定性BC与更嘈杂的窃听者和窃听BC，其中用户表现出他们之间的噪声较小的顺序。最后，通过重写我们的外边界，以包含并行信道的特性，我们还得到了两个逆噪声较小的BC与一个噪声较大的窃听器的产品的保密容量区域。我们说明了我们的研究结果，通过研究安全约束的WBC与二进制擦除（BEC）和二进制对称（BSC）组件的容量的影响。
2015-08-20 cs.IT math.IT
Adaptive Coding for Two-Way Wiretap Channel under Strong Secrecy
本文针对双向窃听信道的强保密需求，提出两种自适应编码方案，推导了不同保密约束下的保密容量域内界，并证明满足条件独立条件的信道在联合保密约束下仍可实现正传输速率。
2024-06-24 cs.IT math.IT
Identification Under the Semantic Effective Secrecy Constraint
本文在语义有效保密准则下研究离散无记忆窃听信道的识别问题，提出输出统计近似与传输结合的方法，推导容量定理并给出紧界及示例。
2025-02-26 cs.IT math.IT
Secure Transmission for Relay Wiretap Channels in the Presence of Spatially Random Eavesdroppers
我们提出了一个安全的传输方案的中继窃听信道，其中源与目的地通过解码和转发中继在空间随机分布的窃听者的存在下进行通信。我们假设源端配备了多个天线，而中继端、目的端和窃听端都配备了一个天线。在所提出的方案中，除了信息信号，源发送人工噪声信号，以混淆窃听者。以最大化中继窃听信道的保密吞吐量为目标，推导了传输中断概率的封闭表达式和保密中断概率的易于计算的表达式。使用这些表达式，我们确定最佳的功率分配因子和窃听码速率，保证最大的保密吞吐量，同时满足保密中断概率约束。此外，我们研究了源天线数量对保密吞吐量的影响，表明在源处添加额外的发射天线会显著增加保密吞吐量。
2015-09-24 cs.IT math.IT
On the Secrecy Degress of Freedom of the Multi-Antenna Block Fading Wiretap Channels
我们考虑多天线窃听信道中，发射机希望发送一个机密的消息，它的接收机，同时保持秘密的窃听。已经知道，当发射机在温和条件下没有信道状态信息（CSI）时，这种信道的保密容量不随信噪比增加。出于Jafar的强大的干扰对齐技术，我们研究了所谓的交错多天线块衰落窃听信道的合法接收机和窃听者有不同的时间相关结构。假设在发射机处没有CSI，我们表征秘密自由度（s.d.o.f.）在手边的频道。我们的结果表明，一个积极的s.d.o.f.无论何时两个接收机经历不同的衰落变化都可以确保。值得注意的是，非常简单的线性预编码方案提供了最佳的s.d.o.f.在某些感兴趣的情况下。
2010-05-04 cs.IT math.IT
Wiretap Channels: Nonasymptotic Fundamental Limits
本文研究了在给定的块长度下，受可靠性和保密性约束的窃听信道上的最大保密通信速率。新的可扩展性和逆界的推导，这是一致的紧比现有的界限，并导致离散无记忆和高斯窃听信道的二阶编码率的最紧的界限。精确的二阶编码率建立半确定性窃听信道，其特征在于在有限块长度制度的可靠性和保密性之间的最佳权衡。我们的可验证性界限的基础是两个新的隐私放大结果，不仅完善了现有的结果，而且实现了更强的保密性。
2017-06-12 cs.IT math.IT
Extensions on `A Convex Scheme for the Secrecy Capacity of a MIMO Wiretap Channel with a Single Antenna Eavesdropper'
物理层安全性的一个关键度量是保密容量。这是一个系统在完全保密的情况下可以传输的最大速率。对于多输入多输出（MIMO）系统（5G、6G及更高版本的较新技术），保密能力尚未完全了解。对于高斯MIMO信道，保密容量是一个非凸优化问题，一般的解决方案是不可用的。作者以前的工作表明，具有单个窃听天线的MIMO系统的保密容量是凹到一个截止点。在这项工作中，它扩展了以前的文件，结果给出了该区域以外的截止点。它示出，对于某些参数，所提出的方案是凹到一个点，凸超越它，因此可以有效地解决使用现有的凸优化软件。
2022-09-30 cs.IT math.IT
Strong Secrecy for Erasure Wiretap Channels
我们发现，某些低密度奇偶校验（LDPC）码的，当使用在一个标准的陪集编码方案，提供强保密的二进制擦除窃听信道（BEWC）。这一结果取决于停止集分析的LDPC码与块长度$n$和周长$\geq 2k$的合奏，对于一些$k \geq 2$。我们表明，如果最小左度的合奏是$l_\mathrm{min}$，块错误的预期概率是$\calO(\frac{1}{n^{\lceil l_\mathrm{min} k /2 \rceil - k}})$时，擦除概率$ε< ε_\mathrm{ef}$，其中$ε_\mathrm{ef}$依赖于程度分布的合奏。只要$l_\mathrm{min} > 2$和$k > 2$，这种LDPC码的对偶就在大于$1 - ε_\mathrm{ef}$的擦除概率的BEWC上提供强保密性。
2010-04-30 cs.IT math.IT
Secrecy Coding for the Binary Symmetric Wiretap Channel via Linear Programming
本文利用线性规划优化方法研究主信道无噪声、窃听信道为BSC的窃听信道，提出更紧的有限码长保密速率极限及优于随机装箱码的保密编码方案，并给出线性和非线性码的装箱技术。
2024-01-13 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity of The Gaussian Wiretap Channel with Rate-Limited Help
高斯窃听信道的速率限制的帮助下，可在合法的接收器（Rx）或/和发射器（Tx），研究了各种信道配置（退化，非退化）。在Rx帮助和所有信道配置的情况下，速率受限的帮助导致等于帮助速率的保密容量提升，而不管帮助是否安全，使得帮助的保密不提供任何容量增加。对于反向降级信道（其中无帮助保密容量为零），保密容量是正的，并且不需要窃听编码来实现它。即使助手知道正在发送的消息，Rx帮助的保密能力也不会增加。如果除了相同的Rx帮助之外或代替相同的Rx帮助，非安全帮助可用于发送器（编码器），则相同的保密容量提升也成立，使得在联合Tx/Rx帮助的情况下，可以省略一个帮助链路而不影响容量。如果Rx/Tx帮助链路彼此独立，则保密容量的提升是帮助率的总和，并且在没有容量损失的情况下不能省略任何链路。接收方和窃听方噪声的非奇异相关性不影响保密容量，非因果帮助不会带来任何容量增加。
2022-09-19 cs.IT math.IT
On secure network coding with uniform wiretap sets
本文表明，确定一个单播网络的保密能力与均匀窃听集至少是困难的k-单播问题。特别是，我们表明，一般的k-单播问题可以减少到找到一个相应的单一的单播网络的保密能力与统一的链路容量和一个任意的窃听链路的问题。
2012-08-21 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
Finite-Blocklength Bounds for Wiretap Channels
本文研究了在给定的块长度下，受可靠性和保密性约束的窃听信道的最大保密率。新的可扩展性和逆界的推导，这是严格的比现有的界限。边界也导致最严格的二阶编码率离散无记忆和高斯窃听信道。
2016-01-22 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for GSVD-Based Beamforming in the MIMO Wiretap Channel
本文考虑了一个多输入多输出（MIMO）高斯窃听信道模型，其中存在一个发射机，一个合法的接收机和一个窃听者，每个都配备了多个天线。当发送者和合法接收者可以以一定的正速率通信时，同时确保窃听者获得零比特的信息，就可以实现完美的保密。本文在假设发射端基于广义奇异值分解（GSVD）进行波束形成的前提下，研究了任意天线数下多天线MIMO窃听信道的理想保密容量。更准确地说，GSVD为基础的预编码器，实现保密容量的最佳分配的功率。这种解决方案被证明有几个优势，比以前的工作，认为保密容量的一般MIMO高斯窃听信道下的高信噪比的假设。数值结果来说明所提出的理论研究结果。
2010-06-09 cs.IT math.IT
On the Continuity of the Secrecy Capacity of Compound and Arbitrarily Varying Wiretap Channels
窃听信道模拟了两个用户之间的安全通信，窃听者必须保持对传输消息的无知。这种系统的性能通常由其保密容量来表征，保密容量决定了保密通信的最大传输速率。在本文中，是否保密能力是一个连续的函数的系统参数的问题进行了研究。特别是，这是通过复合渠道和任意变化的渠道，其中合法的用户只知道，真正的信道实现是从一个预先指定的不确定性集建模的信道不确定性。在前一种模型中，这种实现在整个传输期间保持不变，而在后一种模型中，实现以未知和任意的方式从信道使用到信道使用而变化。这些模型不仅捕获信道不确定性的情况下，但也适合于建模的情况下，恶意的对手堵塞或以其他方式影响合法的传输。复合窃听信道的保密能力是强大的，在这个意义上，它是一个连续函数的不确定性集。因此，不确定性集合的小变化导致保密能力的小变化。另一方面，确定性的保密容量的\emph{arbitrarily varying wiretap channel}示出是不连续的不确定性集的意思是，小的变化可能导致巨大的损失的能力。
2017-07-06 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity Analysis and Beamforming Optimization for MIMO-VLC Wiretap Channels
China Mobile Research Institute（中国移动研究院）；SJTU Paris Elite Institute of Technology, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学巴黎卓越工程师学院）；Beijing National Research Center for Information Science and Technology (BNRist), Tsinghua University（清华大学北京信息科学与技术国家研究中心）；Department of Electronic Engineering, Tsinghua University（清华大学电子工程系）；Research Institute, Tsinghua University in Shenzhen（清华大学深圳研究院）
本文针对MIMO-VLC窃听信道，提出基于熵功率不等式的保密容量分析与低复杂度波束成形优化方法，提升通信安全性。
2026-02-13 cs.IT math.IT
Classical-Quantum Arbitrarily Varying Wiretap Channel: Ahlswede dichotomy, Positivity, Resources, Super Activation
我们建立Ahlswede二分法任意变化的经典量子窃听信道。这意味着，任意变化的经典量子窃听信道的确定性保密容量要么为零，要么等于其随机辅助保密容量。分析了任意变化的经典量子窃听信道在发送方和接收方使用不同资源时的保密容量。事实证明，具有随机性，公共随机性和相关性作为资源对于实现任意变化的经典量子窃听信道的正确定性保密容量非常有帮助。我们证明了任意变化的经典量子窃听信道的超激活现象，即，如果我们使用两个任意变化的经典量子窃听信道，两者都具有零确定性保密容量，它们允许完美的安全传输。
2016-08-11 cs.IT math.IT quant-ph
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
Optimal Beamforming for Gaussian MIMO Wiretap Channels with Two Transmit Antennas
研究了一种高斯型多输入多输出窃听信道，其中窃听者和合法接收者都配备有任意数量的天线，而发送者有两个天线。在平均功率约束下，获得该信道的保密容量的最优输入协方差一般是未知的。在本文中，所需的输入协方差矩阵，以实现容量的确定。结果表明，该信道的保密容量可以通过线性预编码来实现。最佳的预编码和功率分配方案，最大化可实现的保密率，从而实现容量，随后开发。保密能力，然后与可实现的保密率的广义奇异值分解（GSVD）为基础的预编码，这是最好的先前提出的技术，这个问题。数值结果表明，该方法与基于GSVD的预编码方法相比，在保密率上有很大的提高。
2017-07-19 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 Ergodic Secrecy Capacity of Multiple Input Wiretap Channel with Statistical CSIT
本文研究了多输入单输出单天线窃听信道中的安全传输问题。我们假设合法信道和窃听信道的统计信息是发送端唯一可用的信道状态信息（CSIT）。通过引入一个新的保密容量上界，证明了在不加前缀的情况下，该保密容量是由高斯输入达到的。为了实现这一点，我们形成另一个MISOSE通道的上限，并通过寻找合法和窃听信道系数之间的最差相关性来收紧界限。由此产生的上界是严格的比其他文献中，这是基于修改的相关性在合法的接收器和窃听器的噪声。接下来，我们充分表征遍历保密能力，表明最佳的信道输入协方差矩阵是一个缩放的单位矩阵，与天线之间均匀分配的发射功率。解决这类复杂的随机优化问题的关键是利用遍历保密容量的完全单调性，利用随机序理论。最后，我们的仿真结果表明，所考虑的信道设置，保密容量是有界的高信噪比和大量的发射天线制度。
2012-01-13 cs.IT math.IT
Strong Secrecy on the Binary Erasure Wiretap Channel Using Large-Girth LDPC Codes
对于任意度分布对（DDP），利用Ramanujan图构造了围长随块长递增的低密度奇偶校验（LDPC）码系综序列。当DDP的最小左度至少为3，我们表明，使用密度演化分析，这些合奏的预期的比特错误概率，当通过一个二进制擦除通道与擦除概率$ε$，衰减为$\mathcal{O}(\exp(-c_1 n^{c_2}))$与块长度$n$为正常数$c_1$和$c_2$，只要$ε$小于擦除阈值$ε_\mathrm{th}$的DDP。这保证了对于大于$1 - ε_\mathrm{th}$的擦除概率，使用对偶序列的陪集编码方案在二进制擦除窃听信道上提供强保密性。
2011-02-23 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
Regular LDPC codes on BMS wiretap channels: Security bounds
本文研究规则LDPC码在二进制无记忆对称窃听信道上的安全性，将信息泄露量从o(n)改进为O(log^2 n)，超越了容量逼近码族的一般保密保证。
2025-02-09 cs.IT math.IT
Two-Way Wiretap Channel under Mixed Secrecy Constraint
Volkswagen Infotainment GmbH（大众车载娱乐有限公司）；School of Data Science, The Chinese University of Hong Kong Shenzhen（香港中文大学深圳校区数据科学学院）；International Quantum Academy, Shenzhen（深圳国际量子研究院）；Graduate School of Mathematics, Nagoya University（名古屋大学大学院数学研究科）
研究混合保密约束下双向窃听信道，用非自适应构造等方法获指数误差和泄漏界，推导强混合保密可达区域，恢复弱单边单字母内界，整体自适应可达区域含非自适应构造及可能更大的密钥交换子区域。
2026-07-28 cs.IT math.IT
