Network Function Computation With Different Secure Conditions
在本文中，我们研究了在不同的安全条件下，在一个网络上的多个源节点和一个单一的汇节点，希望所有的源消息的功能没有错误的函数计算问题。窃听者可以访问网络的某些边缘。基于不同的实际需求，我们考虑了两个安全条件，分别命名为安全和用户安全。这里涉及的主要参数是计算速率，这是一次使用网络可以安全地或用户安全地无错误地计算目标函数的平均次数。在安全的情况下，一个新的上限，这是比以前的更严格的算术和函数和任意网络。此外，我们证明了改进的上界是严格紧的树型网络。在用户安全的情况下，给出了用户安全网络码存在的一个充分必要条件，并得到了计算量的一个上界。
2022-06-11 cs.IT math.IT
Beam domain secure transmission for massive MIMO communications
研究了单小区大规模多输入多输出（MIMO）系统在多天线被动窃听下波束域传输的最优性和功率分配算法。针对仅利用合法用户和基站窃听者的统计信道状态信息的安全大规模MIMO下行链路传输，引入了可达遍历保密和速率的下界，并由此导出了最优输入协方差矩阵的特征向量的条件.结果表明，波束域传输可以达到最佳性能的保密和速率下限最大化。对于单天线合法用户的情况下，我们证明了它是最佳的，以最大化的秘密和速率下界的窃听者的波束增益强于合法用户的波束不分配功率。然后，在凹凸过程和高维随机矩阵理论的启发下，我们提出了一种有效的迭代收敛算法来优化波束域的功率分配。数值模拟表明，该算法的保密和速率下限的紧密性和所提出的迭代算法的性能接近最优。
2018-01-09 cs.IT math.IT
On Converse Results for Secure Index Coding
在这项工作中，我们研究的安全索引编码问题，有合法的接收器和窃听器的安全约束。我们开发了两个性能边界（即，对称安全容量的逆结果）。第一个是基本非循环链边界的扩展版本（Liu和Sadeghi，2019），它考虑了安全约束。第二个逆结果是一个新的对称安全容量的信息论下界，这是有趣的，因为所有现有的逆结果在文献中的安全索引编码给出的容量上界。
2021-05-15 cs.IT math.IT
Secure Communication over Parallel Relay Channel
研究了存在被动窃听者的并行中继信道上的安全通信问题。我们考虑一个四端中继窃听信道，它由多个中继窃听信道作为子信道。对于离散无记忆模型，我们建立了率模糊区域的外界和内界。内部边界允许在中继处进行模式选择。对于每个子信道，安全传输是通过两个编码方案之一，在中继：解码和转发源消息或混淆窃听通过噪声注入。对于高斯无记忆信道，我们建立了完美保密率的上下界。此外，我们研究了一个特殊的情况下，继电器没有听到的来源，并表明在一定条件下的下限和上限相吻合。然后将建立的并行高斯中继窃听信道的结果应用于研究衰落中继窃听信道。通过数值算例说明了分析结果。
2012-01-23 cs.IT math.IT
Secure Channel Simulation
本文利用输出统计随机分箱（OSRB）框架证明了安全信道仿真问题的一个新的内界。我们的结果推广了最近关于安全函数计算的一些结果。我们还提供了一个可验证性的结果，同时模拟一个通道，并创建一个共享的秘密密钥的问题。这一结果的一个特例推广了Gohari和Anantharam关于源模型的下界，以包括对公共讨论速率的约束。
2012-07-15 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Secure Transmission with Directional Modulation based on Random Frequency Diverse Arrays
本文提出了一种基于随机频率分集阵列加人工噪声的定向调制（RFDA-DM-AN）方案，以提高无线通信的物理层安全性。具体地，我们首先通过随机地将频率分配给发射天线来设计RFDA-DM-AN方案，从而实现二维（即，角度和范围）安全传输，并且优于现有技术的一维（即，角度）相控阵（PA）的DM方案。然后，我们开发了我们的RFDA-DM-AN方案的遍历保密容量（ESC）的下界的封闭形式的表达。在此基础上，进一步优化有用信号和人工噪声之间的发射功率分配，以提高系统的稳定性。仿真结果表明：1）我们的RFDA-DM-AN方案比基于PA的DM方案具有更高的保密容量; 2）随着发射天线数N的增加，得到的下界接近ESC，当N足够大时，得到的下界与ESC精确匹配; 3）与RFDA-DM-AN中的其他功率分配相比，我们提出的最优功率分配获得了最高的ESC。
2016-12-20 cs.IT math.IT
Small Field Size for Secure Network Coding
在网络编码中，信息传输经常会遇到窃听攻击。安全网络编码是为了防止信息泄露给对手。对于安全线性网络码（SLNC），所需域大小是一个非常重要的指标，因为它在很大程度上决定了SLNC的计算复杂度和空间复杂度，对安全网络编码从理论研究到实际应用的过程也非常重要。在这封信中，我们进一步讨论了SLNC所需的字段大小，并获得了一个新的下限。这个界限表明，SLNC的字段大小可以进一步减少，并比已知的结果，几乎所有的情况下，小得多。
2014-12-19 cs.IT math.IT
Secure Network Coding over Small Fields
在网络编码的范例中，遇到的信息理论安全问题的存在下，窃听器，谁有能力访问一个未知的信道子集的通信网络。为了对抗这种窃听攻击，安全网络编码被引入，以防止信息被泄露给对手。对于在窃听网络上构造安全线性网络码（SLNC），基域大小是一个非常重要的指标，因为它在很大程度上决定了计算复杂度和空间复杂度，进而决定了网络传输的效率。此外，这对于安全网络编码从理论研究走向实际应用也是非常重要的。在本文中，我们提出了新的下限的字段大小构造SLNC，这表明字段大小可以大大减少，而不放弃任何安全性和容量。此外，由于得到的下界依赖于网络拓扑结构，如何有效地确定它们是显式构造SLNC的另一个非常重要和有吸引力的问题。出于开发具有低复杂度和经验行为的方法来解决这个问题的愿望，我们提出了有效的方法，并提出了一系列的算法来实现。随后，我们的算法的复杂性进行了分析，这表明他们是多项式时间。
2016-11-24 cs.IT math.IT
On the Communication Complexity of Secure Computation
信息理论安全多方计算（MPC）是现代密码学的核心基础。然而，对这种原语的通信复杂性知之甚少。在这项工作中，我们开发了强大的信息理论工具来证明MPC的通信复杂性的下界。我们将自己限制在三方设置中，以便在不引入太多并发症的情况下发挥这些工具的功能。我们的技术包括使用数据处理不等式的剩余信息-即，互信息和Gács-Körner公共信息之间的差距，一个新的信息不等式的3方协议，和分配切换的想法，在某些最坏情况下计算的下限可以应用于一般情况。使用这些技术，我们得到了紧界的通信复杂性MPC协议的各种有趣的功能。特别是，我们展示了具有“通信理想”协议的具体功能，该协议在网络中的所有链路上同时实现最小通信。此外，我们获得了一个函数的第一个显式例子，该函数的通信成本高于Feige，Kilian和Naor（1994）的安全计算模型中的输入长度，他们已经证明了这样的函数存在。我们还表明，我们的通信界限意味着紧的下限MPC协议所需的随机性的数量为许多有趣的功能。
2014-04-13 cs.CR cs.IT math.IT
On the Optimality of Secure Network Coding
在网络通信中，信息传输经常会遇到窃听攻击。安全网络编码是为了防止信息泄露给对手。对信源符号数和随机符号数的性能界的研究是两个基本的研究问题。对于每个窃听器集的基数不大于$r$的重要情况，蔡和杨提出了一种编码方案，该方案在最大化源符号数的同时最小化随机符号数的意义下是最优的。在这封信中，我们进一步研究了可实现的下限的随机密钥的数量，并表明它只取决于安全约束，特别是，是无关的信息量的传输。这意味着当发送源消息的数量发生变化时，我们不能减少随机密钥的数量来保持相同的安全级别。并对所得结果给出了直观的解释。此外，提出了一种类似的安全线性网络码的构造，无论传输多少信息，它都能达到随机密钥数的这个下界。最后，我们还将所得结果推广到不完全安全情形。
2015-05-06 cs.IT math.IT
Secure Index Coding with Security Constraints on Receivers
索引编码涉及在存在接收器侧信息的情况下向接收器有效地广播一组消息。在本文中，我们研究的安全索引编码问题的安全约束的接收者本身。也就是说，对于每个接收器，存在其需要解码的单个合法消息和禁止消息列表，其中任何一个都不应该由该接收器解码。为此，我们的贡献有三方面。我们首先介绍了一个安全的线性编码方案，这是一个扩展版本的分数局部部分团覆盖计划，最初设计的非安全索引编码。然后，我们开发两个信息理论界的任何有效的安全索引码的性能，即安全的polymatroidal外界（容量区域）和安全的最大非循环诱导子图下界（广播速率）。这些界限的结构引导我们进一步发展给定索引编码问题安全可行的两个必要条件（即，非零利率）。
2020-04-15 cs.IT math.IT
Secure Regenerating Codes for Reducing Storage and Bootstrap Costs in Sharded Blockchains
区块链是一种应用广泛的分布式账本。由于区块链的存储需求不断增加，计算只能由少数矿工承担。已经提出了分片来扩展区块链，以便以安全保证为代价提高区块链的存储和交易效率。本文旨在考虑一种新的协议，安全修复区块链（SRB），旨在降低矿工的存储成本。此外，SRB还降低了自举成本，这使得新矿工可以轻松加入分片区块链。为了减少存储量，SRB采用了编码理论技术。为了减少传输到加入分片的新节点的数据量，使用了精确修复安全再生码的概念。所提出的区块链协议比不使用编码的协议实现了更低的存储，并且与不同的基线相比实现了更低的自举成本。
2020-11-11 cs.CR cs.DC cs.IT
Optimal Locally Repairable and Secure Codes for Distributed Storage Systems
本文的目的是超越弹性到分布式存储系统（DSS）的安全性和本地可修复性的研究。安全性和本地可修复性都是重要的一个有效的存储系统的功能，本文的目的是了解这些系统的弹性，安全性和本地可修复性之间的权衡。特别是，本文首先调查的安全性存在的合谋窃听者，窃听者被假定为一起工作，在解码存储的信息。其次，本文重点介绍的编码方案，使最佳的局部修复。它进一步将这两个概念结合在一起，开发本地可修复的编码方案的DSS是安全的，对窃听者。本文的主要结果包括：a.最小存储再生码保密容量的一个改进界。安全的编码方案，实现了一些特殊情况下的界限，c.局部可修码最小距离的一个新界，d.实现最小距离界限的局部可修复码的码构造，以及e.修复带宽有效的局部可修复码的安全约束和不安全约束。
2013-08-06 cs.IT math.IT
Secure Diversity-Multiplexing Tradeoff of Zero-Forcing Transmit Scheme at Finite-SNR
在本文中，我们解决了有限的信号噪声比（SNR）分集复用权衡（DMT）的多输入多输出（MIMO）窃听信道，其中迫零（ZF）传输方案，旨在发送秘密信息的正交空间的窃听信道，被使用。首先，我们引入了有限信噪比下的保密复用增益，推广了高信噪比下的定义。然后，我们提供了上界和下界的中断概率保密约束下，从ZF的秘密分集增益估计。通过渐近分析，我们表明，上界低估了保密分集增益，而下界是紧在高信噪比，因此其相关的分集增益估计是等于实际的渐近保密分集增益的MIMO窃听信道。
2011-12-27 cs.CR cs.IT math.IT
On Secure Exact-repair Regenerating Codes with a Single Pareto Optimal Point
研究了防窃听攻击的精确修复再生码问题。我们考虑的窃听模型是窃听者有能力观察$\ell$节点的子集的修复中涉及的数据。$(n,k,d,\ell)$安全精确修复再生码是在该窃听模型下安全的$(n,k,d)$精确修复再生码。已经表明，对于某些参数$(n,k,d,\ell)$，可以确定具有一个角点的相关联的最佳存储带宽折衷曲线。本文的重点是表征这些参数。我们建立了一个下界$\hat{\ell}$窃听节点的数量，并表明，这个界是紧的情况下$k = d = n-1$。
2018-05-08 cs.IT math.IT
Secure GDoF of the Z-channel with Finite Precision CSIT: How Robust are Structured Codes?
在发射机处的完美信道状态信息（CSIT）的假设下，已知结构化码为干扰网络中的安全通信提供显著的优点，例如，基于格型码的结构化干扰信号可以允许接收机解码干扰信号和被干扰信号的和（即使它们由于保密约束而不能被单独地解析），减去集合的被干扰信号，然后继续以较低的功率电平解码期望的码字。结构化代码的这些好处在多大程度上受到CSIT不确定性的根本限制？为了回答这个问题，我们探索了可能是最简单的设置，其中问题本身-一个Z干扰信道与安全通信。使用基于对齐图像边界的和集不等式，我们证明了在有限精度CSIT下，结构化代码的GDoF优势完全丧失。作为分析的副产品，获得Z干扰信道的安全GDoF区域。
2020-11-25 cs.IT math.IT
An Improved Lower Bound for Multi-Access Coded Caching
被认为是与$N$文件，$K$用户和$K$高速缓存，其中每个用户都可以访问$L$相邻的高速缓存的方式，编码的高速缓存问题的多访问变体。基于割集的最优速率-存储器权衡的多访问编码缓存（MACC）计划的下限。此外，一个改进的下界上的最佳速率存储器权衡的MACC计划推导出使用非割集参数。改进的下界比以前已知的相同设置的下界更紧。
2022-01-22 cs.IT math.IT
On Secure Transmission over Parallel Relay Eavesdropper Channel
研究了一个由多个独立的中继窃听信道组成的四端并行中继窃听信道。对于离散无记忆的情况下，我们建立的速率模糊区域的内部和外部边界。对于每个子信道，安全传输是通过两个编码方案之一，在中继：解码和转发源消息或混淆窃听通过噪声注入。内部边界允许中继模式选择。对于高斯模型，我们建立了完美保密率的上下界。我们表明，边界满足在某些特殊情况下，包括当继电器没有听到的来源。我们通过一些数值例子来说明分析结果。
2010-11-09 cs.IT math.IT
Perfectly Secure Steganography: Capacity, Error Exponents, and Code Constructions
本文分析了满足以下完美不可检测性条件的隐写系统。在将消息嵌入到covertext中之后，所得到的隐写文本需要具有与covertext完全相同的概率分布。那么没有统计测试可以可靠地检测隐藏消息的存在。我们称这种隐写方案为完全安全的。在最近的文献中已经提出了一些这样的方案，但他们有消失率。我们证明，通信性能可以大大提高，具体来说，我们的基本设置假设独立同分布（i.i.d.）covertext，我们构建完全安全的隐写代码从公共水印代码使用binning方法和随机排列的代码。置换是编码器和解码器之间共享的秘密密钥。我们推导出（正）容量和随机编码指数的完全安全的隐写系统。误差指数提供实现目标低误差概率所需的码长的估计。我们解决了由于完美的安全要求在通信性能的潜在损失。这种损失是相同的损失下得到一个较弱的阶-1隐写的要求，只需要匹配的一阶边缘的covertext和隐写文本分布。此外，如果覆盖文本分布是均匀的，失真度量是循环对称的，则不会发生损失;然后通过随机线性码实现隐写容量。我们的框架也可能是有用的计算安全隐写系统，具有接近最佳的通信性能。
2007-12-25 cs.CR cs.IT math.IT
GCSA Codes with Noise Alignment for Secure Coded Multi-Party Batch Matrix Multiplication
考虑了一个安全的多方批量矩阵乘法问题（SMBMM），其目标是通过将计算分布在S个服务器上，使Master能够高效地计算两批大规模矩阵的两两乘积.任何X共谋服务器都不会获得关于输入的任何信息，主服务器也不会获得关于产品之外的输入的任何额外信息。基于交叉子空间对齐码，提出了一种带噪声对齐的广义交叉子空间对齐码（GCSA-NA）。SMBMM的现有技术解决方案是由Nodehi和Maddah-Ali提出的称为多项式共享（PS）的编码方案。GCSA-NA在几个关键方面优于PS代码-更高效和安全的服务器间通信，更低的延迟，灵活的服务器间网络拓扑，高效的批处理，以及对落伍者的容忍度。噪声对齐的思想也可以与N源交叉子空间对齐（N-CSA）码和快速矩阵乘法算法（如Strassen构造）相结合。此外，噪声对齐可以应用于对称安全私有信息检索，以实现渐近容量。
2020-09-06 cs.CR cs.DC cs.IT
