Babel Storage: Uncoordinated Content Delivery from Multiple Coded Storage Systems
在未来以内容为中心的网络中，内容的识别与其位置无关。从最终用户的角度来看，单个存储系统会溶解成一个看似无所不在的无结构的“存储雾”。内容的交付应该不受网络拓扑的影响，同时使用多个存储系统，并且协调开销最小。先前的工作已经分别解决了用于分布式存储和内容递送的纠错编码的优点。这项工作需要一个全面的方法来突出存储开销和传输开销之间的权衡，在不协调的内容交付从多个编码的存储系统。我们的贡献是双重的。首先，我们的特点是存储和传输开销之间的权衡时，所有参与的存储系统采用相同的代码。其次，我们表明，由此产生的明显的低效率可以避免存储系统使用不同的代码。更重要的是，这种代码多样性不仅在技术上是可取的，而且可能会成为未来日益异构的网络中的现实。为此，我们表明，里德-所罗门，低密度奇偶校验和随机线性网络码的混合实现接近最佳的性能，以最小的协调和操作开销。
2019-08-25 cs.DC cs.IT cs.NI
Coded Caching with Distributed Storage
内容分发网络存储分布在多个服务器上的信息，以便在节点或磁盘故障的情况下平衡负载并避免不可恢复的损失。编码缓存已被证明是一种有用的技术，它可以通过在终端用户处预取流行内容并对传输进行编码来降低峰值流量速率，使得不同的用户可以从同一分组中提取不同的信息。一方面，分布式存储限制了将来自不同服务器的内容组合到单个消息中的能力，导致编码缓存方案的性能损失。但是，另一方面，存在于分布式存储系统中的固有冗余可以通过并行来提高这些方案的性能。本文设计了一个方案相结合的分布式存储的内容在多个服务器和一个有效的编码缓存算法交付给用户。该方案被证明是降低峰值传输速率低于国家的最先进的算法。
2016-11-20 cs.IT math.IT
Robust Dynamic Coded Distributed Storage with Partially Storage Constrained Servers
针对N台服务器中S台存储容量限制为消息大小1/K_c的部分存储受限场景，本工作基于已有逆命题和可达性方案提出新逆命题与编码设计，完全刻画了鲁棒动态编码分布式存储的基本极限。
2025-11-11 cs.IT math.IT
Modeling and Optimization of Latency in Erasure-coded Storage Systems
随着消费者越来越多地参与社交网络和电子商务活动，企业越来越依赖大数据分析来获取智能，传统IT基础设施继续迁移到云和边缘，这些趋势导致分布式数据存储需求以前所未有的速度增长。擦除编码已经迅速成为一种有前途的技术，可以降低存储成本，同时提供与复制系统类似的可靠性，被Facebook、微软和谷歌等公司广泛采用。然而，它也带来了新的挑战，在表征和优化访问延迟时，纠删码用于分布式存储。这本专著的目的是提供一个审查的最新进展（理论和实践）的系统，采用纠删码的分布式存储。在本专题中，我们将首先确定研究问题的关键挑战和分类，然后概述已开发的不同方法来量化和建模擦除编码存储的延迟。这包括最近利用MDS保留、Fork-Join、Probably和延迟重新启动调度策略的工作，以及它们用于表征访问延迟的应用（例如，平均值、尾部、渐近延迟）。我们还将把这个问题扩展到用户从擦除编码的分布式存储系统中流式传输视频的情况。接下来，我们将弥合理论和实践之间的差距，并讨论从原型实现中吸取的经验教训。特别地，我们将讨论擦除编码存储的示例性实现，阐明关键设计的自由度自由度和权衡，并总结现实世界的存储系统中剩余的挑战，如内容交付和缓存。在每一章的最后讨论了未来研究的开放问题。
2020-05-21 cs.DC cs.IT cs.NI
Service Rate Region of Content Access from Erasure Coded Storage
我们考虑其中$K$文件存储在$N$节点上的存储系统。节点对于特定文件可以是系统性的，在某种意义上，对节点的访问给予对文件的访问。可替代地，节点可以被编码，这意味着它仅在与其他节点（其可以被编码或系统化）组合时才给予对特定文件的访问。对文件$f_k$的请求以速率$λ_k$到达，我们对特定系统可以提供的速率感兴趣。在本文中，我们确定了一个$3$文件编码存储系统的请求到达率的集合。我们还提供了一个算法，以最大限度地提高速度的请求服务的文件$K$给定$λ_1,\dots, λ_{K-1}$在一般的$K$文件的情况下。
2019-01-08 cs.IT math.IT
Taming Tail Latency for Erasure-coded, Distributed Storage Systems
分布式存储系统在响应时间上易受长尾效应的影响。在Bing、Facebook和Amazon等现代在线存储系统中，服务延迟的长尾特别值得关注。其中第99.9百分位响应时间是比平均值差的数量级。由于纠删码作为一种流行的技术出现，以实现分布式存储中的高数据可靠性，同时获得空间效率，驯服尾部延迟仍然是一个开放的问题，由于缺乏数学模型来分析这样的系统。为此，我们提出了一个框架，用于量化和优化尾部延迟擦除编码存储系统。特别是，我们推导出上界尾延迟在封闭的形式为任意服务时间分布和异构文件。基于该模型，我们制定了一个优化问题，以共同最大限度地减少加权延迟尾概率的所有文件在服务器上的文件的位置，并选择服务器访问所请求的文件。使用高效的交替优化算法来解决非凸问题。数值结果表明，擦除编码的存储系统与现实的工作负载的尾部延迟显着减少。
2017-03-24 cs.DC cs.IT cs.NI
Private Information Retrieval for Coded Storage
本文研究了一种用于编码数据存储的私有信息检索方案。我们关注的情况下，每个数据记录的大小是大的，因此只有下载成本（但不是上传成本传输检索查询）是感兴趣的。我们证明了存储成本和检索/下载成本之间的权衡取决于系统中的数据记录的数量。我们还提出了一个相当普遍的一类线性存储代码和检索计划，并得出条件下，我们的检索计划是无错的和私人的。存储成本和检索成本之间的权衡也得到了。最后，我们考虑特殊情况下，底层存储代码是基于MDS代码。使用我们提出的方法，我们表明，一个随机生成的检索方案确实是非常有可能是私人的和无差错的。
2014-10-20 cs.IT math.IT
Scheduling Advantages of Network Coded Storage in Point-to-Multipoint Networks
我们考虑使用网络编码存储（NCS）的点对多点（PMP）存储区域网络（SAN）的调度策略。特别是，我们提出了一个简单的SAN系统模型，PMP网络的服务器调度算法，和内部和外部阻塞概率的解析表达式。我们指出，选择调度的优势，在NCS系统在正常的操作条件下，内容请求可以暂时拒绝，由于有限的系统容量从驱动器I/O访问或存储冗余限制。由于增加了即时调度选项，NCS可以提高吞吐量和阻塞概率，并补充其他有据可查的NCS优势，如再生，并可用作未来存储系统设计的指南。
2014-02-13 cs.IT cs.NI math.IT
Private Information Retrieval from Coded Storage Systems with Colluding, Byzantine, and Unresponsive Servers
研究了在服务器存在合谋、拜占庭和无响应的情况下，从编码存储系统中进行私有信息检索的问题。设计了一个使用$t$ Reed-Solomon存储码的显式方案，当$b$.该方案实现了$\frac{n-r-(k+2b+t-1)}{n-r}$的PIR速率。在容量已知的情况下，即当$k=1$时，随着文件数量的增长，容量是渐进实现的。最后，该方案适用于对称PIR。
2018-09-05 cs.IT math.IT
Heterogeneous Computation Assignments in Coded Elastic Computing
我们研究了异构编码弹性计算（CEC）网络的最优设计，其中机器具有不同的相对计算速度。Yang介绍的CEC { \it et al.}是一个框架，它减轻了弹性事件的影响，其中机器加入和离开网络。使用最大距离可分离（MDS）代码将一组数据分布在存储受限的机器之间，使得特定大小的机器的任何子集都可以执行所需的计算。这种设计消除了在每个弹性事件之后重新分发数据的需要。在这项工作中，我们开发了一个过程中的任意异构计算网络，通过定义一个最佳的计算负载，或分配给每台机器的计算数量，以尽量减少整体计算时间。然后，我们提出了一个算法来定义一个特定的计算分配之间的机器，利用MDS代码，并满足最佳的计算负载。
2020-01-12 cs.DC cs.IT math.IT
On the Delay-Storage Trade-off in Content Download from Coded Distributed Storage Systems
在本文中，我们研究如何在分布式存储编码减少预期的下载时间，除了提供可靠性对磁盘故障。预期的下载时间减少了，因为当内容文件被编码以增加冗余并分布在多个磁盘上时，仅读取磁盘的子集就足以重建内容。对于相同的总存储量，编码比简单的复制更好地利用了存储的多样性，因此提供了更快的下载。我们使用一种新的fork-join排队框架来模拟多个用户同时请求内容，并推导出预期下载时间的界限。我们的系统模型和结果是一个新的一般化的fork-join系统，研究排队论文献。我们的研究结果表明，预期的下载时间和存储空间的量之间的基本权衡。这种权衡可以用于设计满足内容传递的延迟约束所需的冗余量。
2013-12-18 cs.DC cs.IT cs.PF
MDS-Coded Distributed Storage for Low Delay Wireless Content Delivery
我们解决了使用最大距离可分离（MDS）码的分布式存储（DS），使高效的内容在无线网络中的交付。内容被存储在多个移动设备中，并且可以使用设备到设备通信从移动设备检索，或者可替换地，从基站（BS）检索。在网络可靠性状态周期性恢复的假设下，我们推导出了下载延迟的解析表达式。我们的分析表明，MDS编码的DS可以显着减少下载时间的参考方案，内容总是从BS下载。
2016-08-29 cs.IT math.IT
Mobility-Aware Coded Storage and Delivery
在小小区基站（SBS）处的内容缓存是一种有前途的方法，以减轻过度的回程负载和延迟，特别是对于点播视频流应用。本文考虑了一种支持缓存的异构蜂窝网络架构，移动用户在视频下载会话期间连接到多个SBS，SBS根据收到的用户请求向宏小区基站（MBS）请求文件或文件片段。一种新的编码存储和交付方案，以减少从MBS到SBS的回程链路上的负载。可实现的回程传输速率以及子文件的数量，以实现这一速率进行了研究，建议的编码交付计划，它表明，该计划提供了显着减少所需的子文件的数量，使其更可行的实际应用。
2019-07-09 cs.IT math.IT
Star Product PIR Schemes with Colluding Servers over Small Fields
私有信息检索（PIR）最早由B. Chor，O. Goldreich，E. Kushilevitz和M.苏丹在其1995年FOCS文件中。针对MDS编码的分布式存储系统，提出了私有信息检索方案，研究了MDS编码分布式存储系统中PIR方案的容量。在一般有限域上构造了一般编码分布式存储系统的星积PIR方案。这些星型积方案对字段的大小没有限制，可以构造用于跨大量服务器的编码分布式存储。本文首先提出并证明了星积PIR方案的存储率、合谋服务器比率和检索率的Singleton型上界。其次，分析了代数几何（AG）码编码分布式存储的星积PIR方案。我们证明了当服务器的数量趋于无穷大时，星积PIR计划与合谋服务器的AG编码的分布式存储有参数接近Singleton类型的上限，如果字段是大的。通过与Reed-Solomon编码和Reed-Muller编码的星积PIR方案的比较，我们证明了AG编码的分布式存储中服务器合谋的PIR方案具有其性能优势。讨论了服务器存在合谋、拜占庭和无响应情况下基于AG码的星积PIR方案。研究了基于$q$ -元循环码的星型积PIR方案。当存储码为Reed-Muller码时，检索码的最佳选择并不总是Reed-Muller码。
2022-07-10 cs.IR cs.IT math.IT
A Solution to the Network Challenges of Data Recovery in Erasure-coded Distributed Storage Systems: A Study on the Facebook Warehouse Cluster
诸如Reed-Solomon（RS）码之类的擦除码正越来越多地用于数据中心，以对抗可靠地存储大量数据的成本。虽然这些代码提供了最佳的存储效率，但在恢复丢失数据期间，它们需要非常高的网络和磁盘使用率。在本文中，我们首先提出了一个研究的恢复操作的擦除编码的数据对数据中心网络的影响，从Facebook的生产中的仓库集群的测量为基础。据我们所知，这是文献中首次进行此类研究。我们的研究表明，恢复RS编码的数据会导致网络流量的显着增加，每天超过100 TB，在一个集群存储多个PB的RS编码的数据。为了解决这个问题，我们提出了一个新的存储代码，使用我们最近提出的“捎带”框架，理论上减少了30%的恢复过程中的网络和磁盘使用，同时也是存储最佳和支持任意的设计参数。在Hadoop分布式文件系统（HDFS）中实现拟议的代码正在进行中。我们使用仓库集群的测量结果表明，建议的代码将导致每天减少近50 TB的跨机架流量。
2013-09-01 cs.DC cs.IT cs.NI
Resolution-aware network coded storage
在本文中，我们表明，编码可以用于存储区域网络（SAN），以提高各种服务质量指标在正常的SAN操作条件下，而不需要额外的存储空间。对于我们的分析，我们开发了一个模型，捕捉现代的特点，如受约束的I/O访问带宽限制。使用这个模型，我们考虑两个重要的情况下：单分辨率（SR）和多分辨率（MR）系统。对于SR系统，我们使用阻塞概率作为服务质量度量，并提出了网络编码存储（NCS）方案，以减少阻塞概率。NCS方案及时跨文件块编码，利用文件条带化和文件复制。在我们的假设下，我们说明的情况下，SR NCS提供了一个数量级的阻塞概率节省。对于MR系统，我们引入饱和概率作为服务质量度量来管理多个用户类型，并且我们提出未编码分辨率感知存储（URS）和编码分辨率感知存储（CRS）方案作为降低饱和概率的方式。在MR URS中，我们根据交通需求调整MR布局策略。在MR CRS中，我们跨MR层对视频进行编码。在我们的假设下，我们说明，URS可以在某些情况下提供一个数量级的增益饱和概率超过经典的非分辨率感知系统。此外，我们说明了CRS提供了额外的饱和概率节省URS。
2013-05-29 cs.IT math.IT
A Layered Architecture for Erasure-Coded Consistent Distributed Storage
受边缘计算范式的新兴应用的启发，我们引入了一个两层擦除编码的容错分布式存储系统，为读写操作提供原子访问。在边缘计算中，客户端与地理上靠近的边缘层服务器交互;边缘层又与后端服务器层交互。边缘层为客户端操作提供低延迟访问和临时存储，并使用后端层进行持久存储。我们的算法，被称为分层数据存储（LDS）算法，提供了几个功能适合边缘计算系统，工作在异步消息传递环境下，支持多个读取器和写入器，并可以容忍$f_1 < n_1/2$和$f_2 < n_2/3$崩溃故障的两个层有$n_1$和$n_2$服务器，分别。我们使用一类称为再生码的擦除码来存储后端层中的数据。选择重新生成代码，而不是像Reed-Solomon代码这样的流行选择，不仅优化了后端存储的成本，而且还有助于优化读取操作的通信成本，当值需要从后端重新创建时。两层架构允许原子性和擦除代码协议的模块化实现;擦除代码的实现主要限于两层之间的交互。我们证明了LDS的活性和原子性，并计算与读写操作相关的性能成本。此外，在运行LDS的$N$独立实例的多对象系统中，其中在执行期间的任何点处只有一小部分对象经历并发访问，总体存储成本由后端层中的持久性存储的成本主导，并且由$Θ(N)$给出。
2017-05-30 cs.DC cs.IT math.IT
Coded Data Rebalancing for Distributed Data Storage Systems with Cyclic Storage
Departamento de Matemática, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa（里斯本大学高等技术学院数学系）；Instituto de Telecomunicações（电信研究所）；International Institute of Information Technology, Hyderabad（海得拉巴国际信息技术学院）；Indian Institute of Science, Bengaluru（班加罗尔印度理工学院）；Qualcomm, Hyderabad（高通（海得拉巴））
本文针对带循环存储的分布式数据存储系统，提出节点退出和新增场景下的编码再平衡方案，该方案文件大小仅为节点数三次方级，负载阶最优且时间复杂度为多项式级。
2026-08-11 cs.DC cs.IT math.IT
An Application of Storage-Optimal MatDot Codes for Coded Matrix Multiplication: Fast k-Nearest Neighbors Estimation
我们提出了一种新的应用程序的编码计算的问题，最近的邻居估计使用MatDot码[法希姆。等人2017]，已知在存储约束下的恢复阈值方面对于矩阵乘法是最优的。在近似最近邻算法中，通常构造有效的内存索引来提高查询响应时间。一种这样的策略是多随机投影树（MRPT），其减少了在其上执行欧几里德距离计算的候选点的集合。但是，这可能会导致内存占用很大，并且可能会对大型或高维数据造成分页损失。在这里，我们提出了两种技术来并行化MRPT，分别利用数据和模型的并行性，通过划分数据存储和计算工作在不同的节点之间的分布式计算集群。当单个计算节点无法在内存中保存完整的数据集时，这一点尤其重要。我们还提出了一种新的基于MatDot代码的模型并行架构的编码计算策略，该策略在容易出现掉队的环境中实现了存储最优恢复阈值，即，服务于查询所需的节点数量。我们的实验表明，在没有离散的情况下，我们的分布式方法需要更少的查询时间比在一个单一的处理节点上执行，提供近线性的加速工作节点的数量。通过我们在真实系统上的实验，模拟离散，我们还表明，我们的策略实现了更快的查询执行比未编码的策略在一个容易离散的环境。
2018-11-28 cs.DC cs.IT math.IT
Error Probability Bounds for Coded-Index DNA Storage
考虑DNA存储通道，其中码字由$M$无序DNA分子组成。在读取时，对$N$分子进行置换取样，然后对每个分子进行测序。考虑了编码索引级联编码方案，其中码字的第$m$分子被限制为所有可能分子的子集（内码），其对于每个$m$是唯一的。解码器具有低复杂度，并且基于首先单独解码每个分子（内码），然后解码分子序列（外码）。只有温和的假设上的排序通道，在形式的存在的内部代码和解码器与消失的错误。分析了随机码和删余码的误码率，并证明其随$N$呈指数衰减。这确立了增加覆盖深度$N/M$以便获得低错误概率的重要性。
2022-05-20 cs.IT math.IT
Optimal Caching for Low Latency in Distributed Coded Storage Systems
纠删码被广泛认为是一种以低存储成本提高数据可靠性的有前途的解决方案。然而，在现代地理分布式存储系统中，纠删码可能导致高数据访问延迟，因为它们需要从多个远程存储节点检索数据。这阻碍了纠删码在数据密集型应用中的广泛应用。本文提出了新的缓存方案，以实现低延迟的分布式编码存储系统。基于Amazon Simple Storage Service的实验证实了延迟与数据检索的物理距离之间的正相关性。使用平均数据访问延迟作为性能指标来量化缓存的好处。假设未来的数据流行度和网络延迟信息是可用的，离线缓存方案，提出了找到最佳的缓存解决方案。在最优方案的指导下，根据实时的测量数据流行度和网络延迟信息，提出了一种在线缓存方案。实验结果表明，在线方案可以很好地逼近最优方案，大大降低了计算复杂度。
2020-12-05 cs.IT cs.NI math.IT
On the Fundamental Limit of Private Information Retrieval for Coded Distributed Storage
我们认为私人信息检索（PIR）的分布式存储系统（DSS）与非串通节点的数据存储使用非最大距离可分离（MDS）的线性码。最近表明，如果使用特定类别的非MDS线性码存储数据，则MDS-PIR容量，即，可以实现MDS编码的DSS的最大可能PIR速率。对于这类码，我们证明了PIR容量确实等于MDS-PIR容量，给出了第一个PIR容量已知的非MDS码族。对于其他代码，我们提供了非对称PIR协议，实现了严格更大的PIR率相比，现有的对称PIR协议。
2018-08-27 cs.IT math.IT
Private Information Delivery with Coded Storage
在私人信息传递（PID）问题中，存在跨$N$服务器存储的$K$消息，每个服务器都能够存储$M$消息和用户。服务器希望将其中一条$K$消息传递给用户，而不泄露所传递消息的标识（索引）。PID问题的容量被定义为所需消息的最大比特数，可以私下传送，每比特的总通信，给用户。对于复制系统的受限情况，不允许编码消息或将一个消息拆分到多个服务器，Hua Sun在"Private Information Delivery，IEEE Transactions on Information Theory，December 2020"中根据$K, N$和$M.$描述了PID的容量。对于一类称为{\it双正则PID}的问题，我们描述了$N=K/M$和$N>K/M$的容量，我们提供了一个可实现的方案。在这两种情况下，所实现的速率都高于复制系统所实现的速率。
2022-02-08 cs.IT math.IT
A Storage-Computation-Communication Tradeoff for Distributed Computing
本文研究了分布式计算系统，其中计算被分成“映射”和“减少”功能。提出了一种新的编码方案，称为分布式计算和编码通信（D3 C），并分析了其通信负载与可用存储空间和待计算中间值数目（IVA）的关系。对于给定的存储空间，D3 C实现了最小可能的通信负载，而与Li等人相比，需要计算的IVA数量更少。的编码分布式计算（CDC）方案。更一般地说，我们的方案可以在存储空间和要计算的IVA数量之间灵活地进行权衡。然后针对任何给定的折衷来分析通信负载。
2020-01-21 cs.IT math.IT
A Coded Shared Atomic Memory Algorithm for Message Passing Architectures
本文考虑了分布式消息传递系统中模拟原子（可线性化）多写多读共享内存的通信和存储开销。本文的主要贡献有三个：（1）提出了一种原子共享存储仿真算法，我们称之为编码原子存储（CAS）。该算法使用纠删编码方法。在存储系统中的$N$服务器是弹性的$f$服务器故障，我们表明，CAS的通信成本是$\frac{N}{N-2f}$。CAS的存储成本是无限的。(2)我们提出了一个修改的CAS算法称为CAS与垃圾回收（CASGC）。CASGC算法由整数$δ$参数化，并且具有有限的存储成本。我们表明，在每一个执行的写操作是并发的读操作的数量不大于$δ$，参数$δ$的CASGC算法满足原子性和活性。我们明确地描述了CASGC的存储成本，并表明它具有相同的通信成本CAS。(3)我们描述了一种算法称为通信成本最优原子存储（CCOAS）算法，实现了比CAS和CASGC更小的通信成本。具体地，CCOAS引起$\frac{N}{N-f}$的读写通信成本，该成本是根据对象值的数量来测量的。并讨论了CCOAS与CAS和CASGC相比的不足之处。
2014-07-15 cs.DC cs.IT math.IT
Symmetric Private Information Retrieval For MDS Coded Distributed Storage
用户希望从数据库中检索一个文件而不泄露在数据库中检索到的文件的身份，这被称为私有信息检索（PIR）问题。如果进一步要求用户除了所需文件之外不获得关于数据库的信息，则引入对称私有信息检索（SPIR）的概念以保证双方的隐私。本文利用$(N,M)$ -MDS存储代码，研究了$N$节点间分布式存储数据库的SPIR问题。SPIR的信息理论容量，定义为每个下载的符号检索所需的文件的符号的最大数量，为编码数据库的推导。证明了当分布式节点共享的公共随机数（用户不可用）至少为文件大小的$\frac{M}{N-M}$倍时，编码数据库的SPIR容量为$1-\frac{M}{N}$.否则，编码数据库的SPIR容量等于零。
2016-10-14 cs.CR cs.IR cs.IT
Decentralized Coded Caching in Wireless Networks: Trade-off between Storage and Latency
研究了雾无线接入网（F-RAN）的分布式编码缓存，其中两个边缘节点（EN）通过有限容量的前传链路连接到云服务器，为$K_r$用户的请求提供服务。我们认为所有的EN和用户都配备了缓存。提出了一种分散式内容放置，以在非高峰时段在每个网络节点独立地存储内容。在此基础上，我们设计了一个编码的交付计划，以提供用户的需求在高峰时段的目标下，最小化的归一化交付时间（NDT），这是指最坏的情况下交付延迟。最小无损检测的信息理论下限推导出任意数量的EN和用户。我们数值评估的分散计划的性能。此外，我们证明了一个特殊的情况下，当缓存只在EN的分散计划的近似最优性。
2017-01-25 cs.IT math.IT
Coded Caching in Multi-server System with Random Topology
缓存辅助的内容交付研究了多服务器系统中的$P$服务器和$K$用户，每个配备有一个本地缓存存储器。在交付阶段，每个用户随机连接到$P$服务器中的任何$ρ$。由于多个服务器的可用性，这些服务器模拟了小型小区基站（SBS），可以通过降低每个服务器的存储容量和降低每个服务器的传输速率来满足需求;然而，与单服务器场景相比，这也导致了组播机会的减少。提出了一种联合存储和主动缓存方案，该方案利用服务器上的编码存储，用户处的未编码缓存放置和编码交付。针对来自服务器的\textit{successive}和\textit{parallel}传输，研究\textit{latency}的递送。它示出，与连续传输的可实现的平均交付延迟是可比的单服务器的情况下实现的，而两者之间的差距取决于$ρ$，可用的冗余跨服务器，并可以通过增加存储容量在SBS减少。所提出的方案与未编码的缓存放置和MDS编码的服务器存储的最优性也证明了连续传输。
2020-03-09 cs.IT math.IT
Coded State Machine -- Scaling State Machine Execution under Byzantine Faults
我们引入了一个信息理论框架，命名为编码状态机（CSM），安全，高效地执行多个状态机不可信的网络节点，其中一些是拜占庭。解决这个问题的标准方法是使用状态机复制，它以低效率为代价实现了高安全性。我们提出CSM，它实现了最佳的线性扩展存储效率，吞吐量和安全性，同时与网络的大小。存储效率通过拉格朗日编码状态和编码输入命令的设计来缩放，所述拉格朗日编码状态和编码输入命令需要与它们的起源相同的存储大小。计算效率的缩放使用一种新的委托算法，称为INTERMIX，这是一个信息理论上可验证的矩阵向量乘法算法的独立利益。使用INTERMIX，网络节点安全地将其编码操作委托给单个工作节点，并由一小组随机选择的审计节点验证其正确性，因此计算效率几乎可以随网络规模线性扩展，而不会影响安全性。
2019-06-26 cs.CR cs.DC cs.IT
Trellis BMA: Coded Trace Reconstruction on IDS Channels for DNA Storage
本文针对DNA存储中的编码迹重建问题，提出Trellis BMA算法，其复杂度与迹数线性相关，在模拟和实验数据上均降低了错误率，并发布新数据集以促进客观比较。
2024-08-21 cs.IT math.IT
Coded Caching in a Multi-Server System with Random Topology
缓存辅助的内容交付研究了多服务器系统中的$P$服务器和$K$用户，每个配备有一个本地缓存存储器。在交付阶段，每个用户随机连接到$P$服务器中的任何$ρ$。由于多个服务器的可用性，其模拟具有有限存储容量的小型基站，用户需求可以通过每个服务器处的减小的存储容量和每个服务器的减小的递送速率来满足;然而，与同时服务所有用户的单个服务器相比，这也导致减少的多播机会。提出了一种联合存储和主动缓存方案，该方案利用服务器上的编码存储，用户处的未编码缓存放置和编码交付。研究了从服务器传输\textit{successive}和\textit{simultaneous}的\textit{latency}传递。它示出，与连续传输的可实现的平均交付延迟是可比的，实现了由一个单一的服务器，而两者之间的差距取决于$ρ$，跨服务器的可用冗余，并可以减少通过增加存储容量在SBS。
2018-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
Coded Elastic Computing
云提供商最近推出了新的产品，与按需计算相比，可以以折扣价访问备用计算资源。利用这样的机会是具有挑战性的，因为这样的资源是以低优先级访问的，因此可以弹性地离开（通过抢占）并在任何时候加入计算。在本文中，我们设计了一种新的技术，称为编码弹性计算，使分布式计算的弹性资源。所提出的技术允许机器在不牺牲算法级性能的情况下离开计算，同时，当新机器加入计算时，自适应地减少现有机器的工作量。利用编码冗余，我们的方法可以实现类似的计算成本的原始（无噪声）的方法时，所有的机器都存在;成本优雅地增加时，机器被抢占，并减少时，机器加入。所提出的技术的性能进行评估矩阵向量乘法和线性回归任务。在实验验证中，它可以达到完全相同的数值结果的无噪声计算，同时减少了46%的计算时间相比，非自适应编码方案。
2019-05-26 cs.IT math.IT
Dual-Lagrange Encoding for Storage and Download in Elastic Computing for Resilience
本文提出利用双 Lagrange codes 编码存储与下载的弹性计算方案，在保持掉队者容忍的同时将存储大小降至原方案的1/L，并在 AWS EC2 上验证其有效性。
2025-01-28 cs.DC cs.IT math.IT
On the Reliability of Information Retrieval From MDS Coded Data in DNA Storage
Côte d’Azur University（蔚蓝海岸大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；I3S Laboratory（I3S实验室）
本文分析了在DNA存储系统中使用MDS码编码数据成功检索的概率，探讨了读取数量、分布、编码速率及错误概率对可靠性的影響，并提供了优化DNA存储系统的方法。
2026-05-06 cs.ET cs.IT math.IT
Weakly-Private Information Retrieval From MDS-Coded Distributed Storage
本文首次研究MDS编码分布式存储下的弱隐私信息检索问题，提出WPIR协议并刻画下载速率与信息泄露的最优权衡。
2024-01-17 cs.CR cs.IT math.IT
Reliability of Erasure Coded Storage Systems: A Geometric Approach
我们考虑的数据丢失的概率，或等效的，可靠性函数的纠删编码分布式数据存储系统在最坏的情况下的条件。纠删编码系统中的数据丢失取决于磁盘修复持续时间和磁盘故障持续时间的概率分布。在以前的工作中，这种系统的数据丢失概率已经研究了指数分布的磁盘故障和磁盘修复持续时间的假设下，使用著名的分析方法从马尔可夫过程的理论。这些方法导致的可靠性函数的积分的估计。在这里，我们解决的问题，直接计算数据丢失概率一般维修和故障持续时间分布。一个封闭的限制形式开发的数据丢失的概率，它示出的事件，修复持续时间超过故障持续时间的概率是足以表征的数据丢失概率。对于恒定的修复持续时间的情况下，我们开发了一个表达式的条件数据丢失概率给定的故障的数量由每个节点在给定的时间窗口。我们这样做，通过开发一个几何方法，依赖于计算的一个家庭的多面体的体积是相关的代码。一个精确的计算提供了一个上界的数据丢失概率是通过将问题作为一个集避免问题。理论计算与模拟结果进行了比较。
2015-08-20 cs.DC cs.IT math.IT
Irregular-Mapped Protograph LDPC-Coded Modulation: A Bandwidth-Efficient Solution for $5$G Networks with Massive Data-Storage Requirement
第五代（5G）网络产生的大量数据不仅对移动设备的可靠性和效率提出了新的挑战，而且也推动了新存储技术的快速发展。NAND闪存具有存取速度快、可靠性高等优点，已成为5G网络中极具前景的存储解决方案。在本文中，我们研究了一个原型编码比特交织编码调制与迭代检测和解码（BICM-ID）利用不规则映射（IM）的多级单元（MLC）NAND闪存系统。首先，我们提出了一个增强的基于原型图的外部信息传输（EPEXIT）算法，以方便分析的原型代码的IM-BICM-ID系统。利用EPEXIT算法，提出了一种构造一类高速率原模图码的简单设计方法，称为非正则映射累积重复累积（IMARA）码，它既具有优良的译码门限，又具有线性最小距离增长特性.此外，基于IM-BICM-ID系统的电压域迭代增益特性，提出了一种新的读取电压优化方案，以获得准确的读取电压电平，从而最小化原模图码的解码阈值.理论分析和误码率仿真表明，所提出的IMARA辅助IM-BICM-ID方案和所提出的读电压优化方案显著提高了闪存系统的收敛性能和译码性能.因此，所提出的原型图编码的IM-BICM-ID闪存系统可以被视为具有海量数据存储需求的新一代移动网络的可靠和高效的存储解决方案。
2021-07-21 cs.IT cs.PF math.IT
Coded Data Rebalancing: Fundamental Limits and Constructions
分布式数据库经常会遇到数据在存储节点之间不均匀分布的问题，这就是所谓的“数据偏斜”。数据倾斜的原因有很多，例如删除现有的存储节点和向数据库添加新的空节点。数据偏斜会导致性能下降，而\textcolor{black}{thus}需要定期进行“重新平衡”以减少偏斜量。我们将$r$平衡的分布式数据库定义为这样的分布式数据库，其中跨节点的存储具有统一的大小，并且数据的每一位都在$r$不同的存储节点中复制。我们考虑的问题，设计这样的平衡数据库以及相关的再平衡计划，保持$r$平衡的属性下节点删除和添加操作。提出了一类具有结构不变性的$r$平衡数据库（由存储节点数参数化），为不同数量的存储节点设计的数据库具有相同的基本结构。对于这一类的$r$平衡数据库，我们提出了再平衡计划，使用存储节点之间的编码传输，并根据节点的添加和删除的通信负载的特点。我们表明，重新平衡节点添加和删除的分布式数据库所产生的通信成本是最优的，即，它在所有可能的平衡的分布式数据库和重新平衡方案中实现了最小的可能成本。
2020-07-13 cs.IT math.IT
Private Information Retrieval from Storage Constrained Databases -- Coded Caching meets PIR
专用信息检索（PIR）允许用户从来自$N$数据库的$K$可能消息中检索所需消息，而不泄露所需消息的身份。大多数现有的作品PIR假设存在复制的数据库，每个存储所有的$K$消息。在这项工作中，我们考虑的问题，PIR从存储受限的数据库。每个数据库具有$μKL$位的存储容量，其中$K$是消息的数量，$L$是每个消息的位大小，$μ\in [1/N, 1]$是标准化存储。在存储受限的PIR问题中，有两个关键的设计问题：a）如何在存储受限的情况下跨每个数据库存储内容;以及b）构造允许通过存储受限的数据库进行高效PIR的方案。这项工作的主要贡献是一个通用的可实现的计划PIR从存储约束数据库的任何存储值。特别是，对于任何$(N,K)$，与规范化存储$μ= t/N$，其中参数$t$可以采取整数值$t \in \{1, 2, \ldots, N\}$，我们表明，我们提出的PIR方案实现了$\left(1+ \frac{1}{t}+ \frac{1}{t^{2}}+ \cdots + \frac{1}{t^{K-1}}\right)$的下载成本。当$μ=1$（即，$t=N$）对应于具有完整存储的复制数据库的设置。对于这个极端的设置，我们的计划恢复的信息理论上的最优下载成本，其特征在于太阳和贾法尔为$\left(1+ \frac{1}{N}+ \cdots + \frac{1}{N^{K-1}}\right…
2017-11-14 cs.CR cs.DC cs.IT
Linear Symmetric Private Information Retrieval for MDS Coded Distributed Storage with Colluding Servers
研究了从分布存储于多个合谋服务器的编码数据库中进行对称私有信息检索的问题。具体地，数据库包括$K$文件，其使用$(N,M)$ -MDS存储代码存储在$N$服务器中。用户希望通过与$N$服务器通信从数据库中检索一个文件，而不向任何服务器透露所需文件的身份。此外，用户不应了解数据库中的其他$K-1$文件。在$T$串通SPIR问题（因此称为TSPIR）中，$N$服务器中的任何$T$都可能串通，也就是说，它们可能与用户进行交互，以猜测所请求文件的身份。我们表明，对于线性计划，MDS-TSPIR问题的信息理论容量，定义为所需的文件检索每个下载位的信息位的最大数量，等于$1-\frac{M+T-1}{N}$，如果服务器共享共同的随机性（在用户不可用）与金额至少$\frac{M+T-1}{N-M-T+1}$倍的文件大小。否则，容量等于零。我们猜想，我们的能力也持有一般MDS-TSPIR计划。
2017-08-17 cs.IT math.IT
Private Information Retrieval from MDS Coded Data in Distributed Storage Systems
在私有信息检索（PIR）的意义上，从分布式存储系统（DSS）的数据请求的用户提供隐私的问题被认为是。DSS由$(n,k,d)$最大距离可分离（MDS）码编码，以将数据可靠地存储在不可靠的存储节点上。这些节点中的一些可以是间谍，其向第三方（例如压迫政权）报告用户正在请求哪些数据。一个信息理论的PIR计划，确保用户可以满足其请求，同时透露，间谍节点，没有信息的数据正在被请求。用户可以通过下载DSS中的所有数据来轻松实现PIR。然而，由于其高通信成本，这不是可行的解决方案。我们构造了具有低下载通信代价的PIR方案。当DSS中存在$b=1$间谍节点时，我们构造了单位请求数据的下载代价为$\frac{1}{1-R}$（$R=k/n$为码率）的PIR方案，达到了线性方案的信息论极限.所提出的方案是通用的，因为它们依赖于码率，但不依赖于代码的生成矩阵。当$b\leq n-δk$时，对于某些$δ\in \mathbb{N^+}$，我们用$cPoP = \frac{b+δk}δ$构造了线性PIR格式.
2018-03-15 cs.IT math.IT
Near Optimal Coded Data Shuffling for Distributed Learning
University of Arizona（亚利桑那大学）
分布式集群间的数据混洗是实现大规模学习算法的关键步骤之一。在一群工作者之间随机洗牌数据集允许不同的节点在每个学习时期获得新的数据分配。这一过程已被证明可以改善学习过程。然而，分布式数据洗牌的统计优势是以从主节点到工作节点的额外通信开销为代价的，并且可以作为总计算时间的主要瓶颈之一。最近，人们对设计最小化这种通信开销的方法产生了极大的兴趣。一种方法是在计算节点处提供额外的存储。另一种新兴方法是利用编码通信来最大限度地减少总体通信开销。这项工作的重点是了解分布式数据洗牌的存储量和通信开销之间的基本权衡。在这项工作中，我们首先提出了一个信息理论制定的数据洗牌问题，占基本的问题参数（工人的数量，$K$，数据点的数量，$N$，和可用的存储，$S$每个节点）。然后，我们提出了一个信息理论的下限的数据洗牌作为这些参数的函数的通信开销。接下来，我们提出了一种新的编码通信方案，并表明所提出的方案的通信开销是在一个乘法因子的信息理论下限的最多$\frac{K}{K-1}$。此外，我们提出了对齐编码洗牌计划的一些存储值，它实现了最佳的存储与通信的$K<5$的权衡，并进一步减少了最大的乘法间隙下降到$\frac{K-\frac{1}{3}}{K-1}$，对于$K\geq 5$。
2018-01-05 cs.DC cs.IT cs.LG
$X$-secure $T$-private Information Retrieval from MDS Coded Storage with Byzantine and Unresponsive Servers
本文研究了$X$ -安全的$T$ -从MDS编码存储中的私有信息检索问题，其中用户希望从分布在$N$服务器上的独立于$K$的消息中私有地检索一个消息，这些消息根据MDS编码.保证任何多达$X$的合谋服务器组都不了解消息，并且任何多达$T$的合谋服务器组都不了解所需消息的身份。提出了一种基于\emph{cross-subspace alignment}和干扰消除策略的连续解码的新方案，证明了可达速率的下界。对于大量的消息$(K\rightarrow\infty)$的实现率，我们推测是最佳的，提高了最好的已知的速率之前在文献中报告的Raviv和Karpuk，并推广了MDS-TPIR之前发现的Freij-Hollanti等人的可实现的速率。然后扩展该设置以允许无响应和拜占庭服务器。最后，该计划被应用到找到一个新的下凸包（下载，上传）对安全和私人的分布式矩阵乘法，推广，并在一定的渐近设置严格提高了最知名的先前结果。
2019-08-28 cs.IT math.IT
A Novel Architecture For Network Coded Electronic Health Record Storage System
将网络编码用于大规模内容分发改善了下载时间。这是证明在这项工作中使用网络编码的电子健康记录存储系统（EHR-SS）。设计了一种4层的EHR-SS体系结构。该应用程序集成了从三个模块，即行政数据，医疗咨询记录和医疗测试报告中为患者捕获的数据。下层是使用RFID阅读器的数据捕获层。数据在较低级别从不同节点捕获。使用线性网络编码将数据与一些线性系数组合。在较低级别，来自不同标签的数据被组合并存储，并且在级别2编码组合来自多个读取器的数据并生成对应的编码向量。这种网络编码是在服务器节点上通过small mat lab net-cod接口软件完成的。在访问存储的数据时，用户数据具有以解码向量的形式表示的数据类型。对于存储和检索，主键码是患者ID。对于我们的案例研究设置，观察到获得的结果减少了约12%的下载时间。
2012-11-10 cs.IT math.IT
PolyShard: Coded Sharding Achieves Linearly Scaling Efficiency and Security Simultaneously
今天的区块链设计面临着一个三难困境，即没有一个区块链系统可以同时实现去中心化、安全性和性能可扩展性。对于当前的区块链系统，随着更多的节点加入网络，系统的效率（计算、通信和存储）最多保持不变。使区块链能够扩展效率的一个主要想法是分片的概念：不同的节点子集处理区块链的不同部分，从而减少每个节点的负载。然而，现有的分片提议通过损害信任来实现效率扩展-破坏给定分片中的节点将导致数据的相应部分的永久丢失。在本文中，我们通过展示一种用于区块链中编码存储和计算的新协议来解决三元悖论。特别是，我们提出了PolyShard：“多项式编码分片”方案，该方案实现了存储效率，系统吞吐量以及信任度的信息理论上限，从而实现了真正可扩展的系统。我们提供的模拟结果，数值上证明了性能的提高超过最先进的，和PolyShard系统的可扩展性。最后，我们讨论了潜在的增强功能，并强调在建立这样一个系统的实际考虑。
2020-01-24 cs.CR cs.DC cs.IT
Private Function Computation for Noncolluding Coded Databases
分布式存储系统中的私有计算是私有信息检索问题的推广。在这种设置中，用户希望计算存储在$n$非共谋编码数据库中的$f$消息的函数，即，存储用$[n,k]$线性存储代码编码的数据的数据库，同时不向数据库透露关于所需功能的信息。我们考虑私人多项式计算（PPC）的问题。在PPC中，用户希望在存储在多个数据库中的$f$变量（或消息）上计算次数至多为$g$的多元多项式。首先，我们考虑次数为$g=1$的多项式的私有计算，即，私有线性计算（PLC）的编码数据库。在PLC中，用户希望在$f$消息上计算线性组合，同时保持期望的线性组合的系数对数据库隐藏。对于一个线性编码的DSS，我们提出了一个容量实现PLC计划，并表明PLC的容量，这是所需的信息量和下载的信息总量的比率，匹配的最大距离可分离的编码容量PIR的一大类线性存储代码。然后，我们考虑高阶多项式的私有计算，即，$g>1$。对于这种设置，我们构建了两个新的PPC计划。在第一个方案中，我们考虑Reed-Solomon编码的数据库与拉格朗日编码，它利用了最近提出的星积PIR和拉格朗日编码计算的想法。第二种方案考虑了具有系统拉格朗日编码的编码数据库的特殊情况。这两种方案都产生改进的速率，而渐近地，作为$f\rightarrow \infty$，系统方案给出了一个显着更好的计算检索率相比，所有已知的方案，直到一些存储编码率，取决于候选多项式的最大程度。
2021-08-04 cs.IT math.IT
Video Streaming in Distributed Erasure-coded Storage Systems: Stall Duration Analysis
各行业对全球视频的需求一直在蓬勃发展。随着视频流媒体服务的扩展和改进，基于云的视频正在演变为任何成功企业的必要功能，以接触内部和外部受众。本文认为，视频流在分布式系统中的视频片段编码使用纠删码更好的可靠性，从而成为第一个工作，我们最好的知识，认为视频流在纠删编码的分布式云系统。每个视频片段的每个编码块的下载时间被表征，并且在擦除编码块的选择上的有序统计被用于获得不同视频片段的回放时间。使用回放时间，对失速持续时间的矩母函数的界限被用来界定平均失速持续时间。基于矩生成函数的有序统计量的界限也被用来界定失速持续时间尾部概率，该概率确定失速时间大于预定义的数字的概率。这两个度量，平均停顿持续时间和停顿持续时间尾部概率，是终端用户的重要体验质量（QoE）度量。基于这些指标，我们制定了一个优化问题，以联合最小化的凸组合的QoE指标平均在所有请求的放置和访问的视频内容。非凸问题的解决使用一个有效的迭代算法。数值结果显示，与所考虑的基线相比，基于云的视频的QoE指标有显着改善。
2018-06-26 cs.DC cs.IT cs.MM
The Capacity of Private Information Retrieval from Coded Databases
研究分布式存储系统中的私有信息检索问题。存储系统由$N$非共谋数据库组成，每个数据库存储$M$消息的编码版本。在PIR问题中，用户希望检索一个可用的消息，而不向任何单独的数据库透露消息身份。我们推导出这个问题的信息理论容量，它被定义为所需的消息，可以私下检索每一位下载的信息的最大位数。我们表明，在这种情况下的PIR容量是$C=\left(1+\frac{K}{N}+\frac{K^2}{N^2}+\cdots+\frac{K^{M-1}}{N^{M-1}}\right)^{-1}=(1+R_c+R_c^2+\cdots+R_c^{M-1})^{-1}=\frac{1-R_c}{1-R_c^M}$，其中$R_c$是所使用的$(N,K)$代码的速率。容量是码率和消息数量的函数，而与存储代码的显式结构无关。结果表明，最优检索成本和存储成本之间的基本权衡。该结果将复制数据库的经典PIR的可解性和逆结果推广到编码数据库的情况。
2016-09-26 cs.CR cs.IT math.IT
Harnessing Correlations in Distributed Erasure-Coded Key-Value Stores
受分布式存储系统应用于键值存储的启发，多版本编码问题被公式化以有效地在异步分散存储系统中存储频繁更新的数据。受分布式系统中一致性要求的启发，多版本编码问题的主要目标是确保数据的最新版本是可解码的，即使数据更新尚未到达系统中的某些服务器。在本文中，我们研究的存储成本，确保一致性的情况下，数据版本是相关的，在以前的工作中，数据版本被视为独立的。我们提供了多版本的代码结构，表明存储成本可以显着小于以前的结构，这取决于相关程度，尽管是分布式和分散的性质。我们的可实现性结果基于里德-所罗门码和随机分组。通过信息理论的逆，我们表明，我们的多版本代码是接近最优的，在$2$的一个因素，在某些有趣的制度。
2019-03-09 cs.IT math.IT
On Heterogeneous Coded Distributed Computing
我们考虑最近提出的编码分布式计算（CDC）的框架，利用精心设计的冗余计算，使编码的机会，大大减少了通信负载的分布式计算。我们将此框架推广到异构系统，其中计算集群中的不同节点可以具有不同的存储（或处理）能力。我们提供了信息理论上的最佳数据集的位置和编码数据洗牌计划，最大限度地减少了3个节点的集群中的通信负载。对于具有$K>3$节点的集群，我们提供了一个算法描述，以将我们的编码思想推广到更大的网络。
2017-09-01 cs.DC cs.IT math.IT
A general private information retrieval scheme for MDS coded databases with colluding servers
近年来，私有信息检索问题由于其在信息论上的重新表述和在分布式存储系统中的应用而重新受到关注。PIR容量是每一位下载位的私有检索的最大位数。对于一些退化的情况，容量已完全解决。对于数据库既被编码又被共谋的一般情况，确切的容量仍然未知。针对MDS编码数据库中存在合谋服务器的情况，提出了一种通用的私有信息检索方案.我们的方案实现了速率$(1+R+R^2+\cdots+R^{M-1})$，其中$R=1-\frac{{{N-T}\choose K}}{N\choose K}$。与现有的PIR方案相比，我们的方案在一定的参数范围内表现更好，适用于分布式存储系统中使用的任何底层MDS代码。
2017-04-22 cs.IT math.IT
Transition Waste Optimization for Coded Elastic Computing
分布式计算是将资源密集型任务分解为多个子任务并分布在不同机器上的计算方法，在解决大规模问题中发挥着关键作用。编码计算是近年来出现的一种新的计算模式，它引入了分布式计算中的冗余机制，以减轻慢机器（掉队者）对完成时间的影响。我们研究了弹性资源上的编码计算解决方案，其中可用机器的集合可能会在计算过程中发生变化。这是由云计算行业中最近可用的服务（例如，EC2 Spot，Azure Batch），其中低优先级虚拟机以按需实例价格的一小部分提供，但可以在短时间内抢占。我们的贡献是三方面的。我们首先引入了一个新的概念，称为过渡浪费，它量化了当机器加入/离开时，现有机器必须放弃或接管的任务数量。然后，我们开发了一种有效的方法，以最大限度地减少过渡浪费的循环任务分配方案最近提出的文献（杨等ISIT'19）。最后，我们建立了一个新的解决方案的基础上有限的几何实现零过渡浪费给定的活动机器的数量在一个固定的范围内变化。
2023-03-14 cs.IT math.CO math.IT
Private Information Retrieval from Joint Systematic MDS-Coded with Non-Colluding Servers: Bounds and Constructions
School of Information Science and Engineering, Shandong Agricultural University（山东农业大学信息科学与工程学院）；State Key Laboratory of Cryptography and Digital Economy Security, Shandong University（山东大学密码与数字经济安全国家重点实验室）；Key Laboratory of Cryptologic Technology and Information Security, Ministry of Education, Shandong University（山东大学教育部密码技术与信息安全重点实验室）；School of Cyber Science and Technology, Shandong University（山东大学网络空间安全学院）
本文研究联合MDS编码PIR的容量，针对系统MDS阵列存储码，推导了K=Mt和K=Mt+1情况下的上界，并构造了三种方案，实现了高于分离MDS编码PIR方案的检索率，其中第一种和第三种方案超过容量，第二种在存储率大于阈值时也超过。
2026-06-23 cs.IT math.IT
Robust Private Information Retrieval from Coded Systems with Byzantine and Colluding Servers
提出了一种在具有共谋、拜占庭和非响应服务器的编码存储系统上的私有信息检索（PIR）方案。此外，该方案也可以用于对称PIR在相同的设置。设计了一个使用$[n,k]$广义Reed-Solomon存储码的显式方案，当$n\geq n'= (ν+1) k+t+2b+r-1$为某个整数$ν\geq 1$时，防止$t$ -共谋并处理$b$拜占庭和$r$非响应服务器.该方案实现了$1-\frac{k+2b+t+r-1}{n'}$的PIR速率。在容量已知的情况下，即当$k=1$时，随着文件数量的增长，容量渐进地达到。
2018-09-05 cs.IT math.IT
