A Framework for Partial Secrecy
我们认为部分保密的理论限制，在设置窃听者试图因果重建的信息序列与低失真的基础上，截获的传输和过去的序列。发送器和接收器具有有限的秘密密钥，但不足以用一次性密码本建立完美的保密性。从另一个角度来看，窃听者是作为一个对手，在一个零和重复的游戏竞争的发送者和接收者的保密系统。在这种情况下，信息序列表示一系列的行动，失真函数捕捉博弈的收益。我们给出了一个信息论域，它表达了秘密密钥速率和最大最小失真之间的折衷。我们还简化了这个特征的线性规划。作为一个例子，我们讨论了如何最佳地使用秘密密钥隐藏Bernoulli-p位从窃听，使他们招致最大的汉明失真。
2010-08-04 cs.IT math.IT
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
Nested Tailbiting Convolutional Codes for Secrecy, Privacy, and Storage
一个密钥协商问题被认为是具有生物特征或物理标识符，终端的密钥注册，和终端的重建。提出了一种嵌套卷积码设计，其在注册期间执行矢量量化并且在重构期间执行错误控制。具有小比特错误概率的物理标识符说明了设计的增益。嵌套卷积码的一个变体改进了最已知的密钥与存储速率比，但它具有高复杂度。具有较低复杂度的第二变体执行类似于嵌套极化码。结果表明，选择的代码与标识符的密钥协议主要取决于复杂性约束。
2020-04-27 cs.CR cs.IT cs.MM
Secrecy Is Cheap if the Adversary Must Reconstruct
秘密密钥可用于在通信期间向窃听者隐藏信息，如在香农密码系统中。大多数理论上的保密保证都要求秘密密钥空间随着通信长度呈指数级增长。在这里，我们表明，当一个窃听者试图重建的信息序列，在文献中所提出的山本，很少的秘密密钥是需要无条件地影响最大失真，具体地说，我们只需要的秘密密钥空间无限增加，增长任意缓慢的块长度。作为一个推论，即使有一个恒定大小的秘密密钥，我们仍然可以导致对手任意接近最大失真，而不管信息序列的长度。
2012-05-17 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy Communication with Security Rate Measure
提出了一种基于率失真理论的新的保密性度量。它被命名为\emph{security rate}，它是在目标失真水平内重建源所需的附加速率的最小值（下确界），对于窃听器具有任何正概率。它表示从窃听器接收到的信息到任何解密重建的信息度量（比特）的最小距离（其中解密被定义为具有某种正可能性的目标失真水平内的重建）。根据信源编码定理，在给定失真度$D_{E}$和窃听器接收到的（加密）消息$M$的情况下，它等价于一个基于失真的模糊性$\mathop{\min}\limits _{p\left(v^{n}|s^{n},m\right):Ed\left(S^{n},V^{n}\right)\le D_{E}}\frac{1}{n}I\left(S^{n};V^{n}|M\right)$，可以看作是模糊性$\frac{1}{n}H\left(S^{n}|M\right)$在有损解密情况下的直接扩展.本文在无损通信的Shannon密码系统中研究了它，其中信源从发送者秘密地、无损地传输到合法的接收者，同时也被窃听者窃听。我们刻画了秘密密钥率、信源编码率、窃听失真和安全率（基于失真的含糊度）的容许域。由于安全率等于基于失真的模糊度，并且模糊度是基于失真的模糊度的特殊情况（具有汉明失真度量和$D_{E}=0$），这给出了最大模糊度的含义的答案。
2015-04-18 cs.IT math.IT
Second-Order Image Characterization with Distortion and Secrecy
本文提出二阶图像刻画方法，统一处理失真与保密约束，给出多输出联合波动下的速率界，并应用于多源辅助、高斯描述及隐私放大等场景。
2026-10-08 cs.IT math.IT
Privacy, Secrecy, and Storage with Multiple Noisy Measurements of Identifiers
密钥泄漏存储区域是一个经典的两端密钥协商模型的推广。对模型的补充是编码器观察到标识符的隐藏或噪声版本，并且编码器和解码器可以执行多个测量。为了说明该区域的行为，该理论被应用到二进制标识符和噪声通过二进制对称信道建模。特别是，密钥泄漏存储区域被简化，通过在不同的方向应用Gerber夫人引理两次马尔可夫链。随着测量次数的增加，该区域的增长被量化。还给出了与编码器处的无噪声（可见）标识符相比，隐藏标识符的隐私泄漏率降低的量。如果编码器不正确地将源建模为可见的，则表明可能发生实质性的秘密泄漏，并且重构密钥的可靠性可能降低。
2018-04-30 cs.CR cs.IT cs.MM
Identification, Secrecy, Template, and Privacy-Leakage of Biometric Identification System Under Noisy Enrollment
在这项研究中，我们调查的基本权衡识别，保密性，模板和隐私泄漏率在生物识别系统。Ignatenko和Willems（2015）研究了该系统，假设系统注册过程中的通道是无噪声的，并且他们没有考虑模板速率。然而，在登记过程中，高度考虑的是，当扫描生物数据时会出现噪声。在本文中，我们在注册过程中施加一个有噪声的信道，并表征率元组的容量区域。通过引入两个辅助随机变量证明了容量域，这在以往的研究中是没有的。作为特殊情况，所获得的结果表明，特征简化为Ignatenko和Willems（2015）给出的特征，其中注册通道是无噪声的，并且对模板速率没有约束，并且它也与Günlü和Kramer（2018）推导的结果一致，其中只有一个个体。
2022-02-21 cs.IT math.IT
A Large Deviations Approach to Secure Lossy Compression
我们考虑一个香农密码系统的无记忆源，其中失真是允许在合法的解码器。使用由共享密钥保护的率失真码来压缩源，所述共享密钥满足对压缩率的约束，以及对合法解码器处的过量失真概率的指数率的约束。秘密性是通过窃听者处的微小失真概率的指数率来测量的，而不是通过传统的含糊性测量。我们定义的完美保密指数的最大微小失真指数时，密钥速率是无限的。在有限的密钥速率下，对一类相当一般的变密钥速率码，证明了最大可实现的弱失真指数等于平均密钥速率与完美保密指数之间的最小值.
2015-04-22 cs.IT math.IT
Source-Channel Secrecy with Causal Disclosure
研究了通信系统中的不完全保密问题。而不是使用模棱两可的保密措施，窃听者在产生源序列的估计所招致的失真进行检查。该通信系统由一个源和一个广播（窃听）信道，和无损再现的源序列在合法的接收器是必需的。该模型的一个关键方面是允许窃听者的行为取决于系统的过去行为。通过分别研究信源和信道编码操作的性能，然后将它们以数字方式连接在一起，获得可扩展性结果。虽然这里解决的问题已经解决时，保密资源是共享的秘密密钥，它被发现，取代秘密密钥的窃听通道带来了新的见解和挑战：弱保密的概念提供了尽可能多的失真，在窃听者作为强保密，公开信息自由是有害的。
2012-10-07 cs.IT math.IT
Secrecy and Privacy in Multi-Access Combinatorial Topology
针对具有$C$个缓存、每个用户访问$r$个唯一缓存的多接入组合拓扑，提出满足保密性和需求隐私性的方案，推导下界，证明$r\neq C-1$时最优、$r<C-1$且$M$达阈值时阶最优，$r=1$时在多数内存区速率与现有专用缓存保密方案相当。
2025-04-14 cs.IT math.IT
Randomized Nested Polar Subcode Constructions for Privacy, Secrecy, and Storage
我们考虑极化子码（PSC），其是具有动态冻结符号的极化码（PC），以与对应的PC相比增加最小距离。提出了一种随机嵌套PSC结构，它由一个低速率PSC和一个高速率PC组成，可用于列表和顺序连续消除解码器。该代码构造旨在利用边信息执行有损压缩。嵌套PSC被用于具有物理标识符的密钥协商问题。与具有相同列表大小的嵌套PC相比，在秘密密钥与存储速率比率方面的增益被示出以表明嵌套PSC在嵌套PC上显着改善。嵌套的PSC的性能提高较大的列表大小，这是不是嵌套PC的情况下考虑。
2020-07-29 cs.CR cs.IT cs.MM
The CEO Problem with Secrecy Constraints
我们研究了一个有损信源编码问题的保密约束，其中一个远程信息源应发送到一个单一的目的地通过多个代理在一个被动窃听者的存在。代理观察噪声版本的源和独立的编码和传输他们的意见，通过无噪声的速率限制的链接到目的地。目的地应该在一定的平均失真阈值内基于从代理接收的信息来估计远程源。窃听者可以访问与源相关的辅助信息，能够监听从代理到目的地的链路之一，以便获得尽可能多的关于源的信息。这个问题可以被看作是所谓的CEO问题与额外的保密约束。我们建立内部和外部边界上的率失真模糊区域的这个问题。我们还得到了在特殊情况下，边界是紧的区域。此外，我们研究了二次高斯的情况下，并提供了最佳的率失真模糊区域时，窃听者没有边信息和一个更一般的设置与边信息在窃听者可实现的区域。
2015-02-11 cs.IT math.IT
Measuring Secrecy by the Probability of a Successful Guess
研究了一个通信系统的保密性，在该系统中，合法的接收者和窃听者都被允许有一定的失真。所考虑的保密度量是窃听者在可接受的失真水平内成功估计源序列的概率的指数。首先研究当发射机和合法接收机不共享任何密钥并且发射机不受速率约束时的问题，速率约束对应于侧信道的程式化模型并且揭示了与侧信息的信源编码的连接。然后，该设置被概括为包括发送器和合法接收器之间的共享秘密密钥以及对发送器的速率约束，其对应于香农密码系统。一个单字母的最高可实现的指数表征，并为主要用户和窃听者的渐近最优策略进行了论证。
2017-03-31 cs.IT math.IT
Broadcast Channels with Privacy Leakage Constraints
研究了具有泄漏约束的一个公共消息和两个私有消息的广播信道（BC），其中泄漏率是消息和信道符号串之间的归一化互信息。每个私有消息的目的地是不同的用户，并且到另一个接收器的泄漏率必须满足约束。该模型捕获了关于保密的几种场景，即，当两个、其中一个或两个私人消息都是秘密时。当窃听者知道码本时，推导出泄漏容量区域的内外界。内界依赖于一个类似马顿的代码结构和似然编码器。建立均匀近似引理，其陈述由编码器在Marton码本中的每个二进制上引起的边缘分布是近似均匀的。在没有泄漏约束的情况下，内界恢复Marton区域，外界减少到UVW外界。边界匹配半确定性（SD）和物理退化（PD）的BC，以及与退化的消息集的BC。SD-BC和具有降级消息集的BC的泄漏容量区域针对不同的保密场景恢复过去的结果。一个Blackwell BC的例子说明了结果，并显示了它的泄漏容量区域的变化，从容量区域没有保密的secondary容量区域为不同的保密方案。
2017-05-28 cs.IT math.IT
Joint Source-Channel Secrecy Using Hybrid Coding
在有噪声广播信道上的有损信源压缩的背景下，研究了信源信道模型的保密性能。在解码期间，源被因果地揭示给窃听者。传输到合法接收方的保真度和窃听者的保密性能都由失真度量来衡量。分析了两种采用混合编码技术的可复用性方案，并与一种信源-信道编码分离方案进行了比较。最后给出了一个数值算例，比较结果表明，混合编码方案优于操作分离方案。
2015-06-23 cs.IT math.IT
Hiding Symbols and Functions: New Metrics and Constructions for Information-Theoretic Security
我们提出了信息理论的定义和结果分析的公钥加密方案超出了完美的保密制度，即当完美的保密性是没有达到。我们采用两条分析线，一个基于无损信源编码，另一个类似于率失真理论。首先，我们提出了一个新的信息理论度量的安全性，称为符号保密，并推导出相关的基本界限。然后，我们介绍了列表源代码（LSC），这是一个通用的框架映射的密钥长度（熵）的列表大小，窃听者必须解决，以恢复秘密消息。我们提供了明确的结构的LSC，并证明，当源是均匀分布的，最高级别的符号保密的一个固定的密钥长度可以实现通过基于最小距离可分离（MDS）码的建设。使用相关的率失真理论的分析，然后，我们展示了如何符号保密可以用来确定窃听者正确地重建原始明文的功能的概率。我们说明了如何将这些界限可以应用到表征安全属性的公钥加密方案，特别是，扩展安全要求的基础上，符号保密的功能设置。
2015-03-30 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Biometric Identification Systems with Strong Secrecy
研究了在强保密准则下生物特征识别系统的基本极限。在以前的研究中，这种情况下，基本的权衡之间的秘密，模板，隐私和secondary泄漏已被发现的情况下，只有一个用户，而多个用户的情况下尚未讨论。在这项研究中，我们考虑了系统的指数多个用户，我们刻画了强保密准则下的容量区域的速率元组，包括用户（识别）率。在可扩展性证明中，我们推导出一种新的方法，通过扩展一个用户的情况下的随机分仓，将多个用户。所得结果表明，无论弱或强保密标准的秘密泄漏的能力区域的特征不改变。
2020-10-22 cs.IT math.IT
Biometric Identification Systems With Noisy Enrollment for Gaussian Source
在本文中，我们调查的基本权衡的识别，保密，存储和隐私泄漏率的生物识别系统隐藏或远程高斯源。我们介绍了一种技术，用于推导出这些速率的容量区域，通过将系统转换为其中的数据流是在单向方向。此外，我们提供了三个不同的例子生成的秘密模型的数值计算。数值结果表明，似乎很难同时实现高保密性和小的隐私泄漏率。此外，作为特殊情况下，表征与一些已知的结果在以前的研究。
2020-10-21 cs.CR cs.IT math.IT
How to Achieve Privacy in Bidirectional Relay Networks
最近的研究进展表明，双向中继的概念显着提高了无线网络的性能。这适用于三节点网络，其中半双工中继节点使用解码转发协议在两个其他节点之间建立双向通信。在这项工作中，我们考虑的情况下，在广播阶段的中继传输额外的机密信息到一个节点，这应该是尽可能保密的其他，非预期的节点。这是双向广播信道的机密消息，我们推导出的capacityconficavation区域和保密容量区域。后者的特点与完美的保密性，其中机密消息是完全隐藏的非合法节点的通信场景。
2011-04-18 cs.IT math.IT
Polynomial-Time, Semantically-Secure Encryption Achieving the Secrecy Capacity
在窃听信道设置中，一个目的是仅基于从发送者到接收者的信道比从发送者到对手的信道噪声更大的假设来获得通信数据的信息论隐私。保密容量是一个安全方案的最优（可能的最高）速率，并且已经证明了实现它的方案的存在。三十年来，最终的和未达到的目标一直是实现这一最佳速率的计划，是多项式时间。(This意味着加密和解密都是经过证明的多项式时间算法。）本文最后给出了这样一个方案。事实上，它做得更多。我们的计划不仅符合经典的概念，安全窃听文献，称为MIS-R（互信息安全的随机消息），但实现了严格更强的语义安全的概念，从而提供更多的安全性方面没有损失的速率。
2012-01-23 cs.CR cs.IT math.IT
Privacy Under Hard Distortion Constraints
我们研究的问题，数据披露的隐私保证，其中所披露的数据的效用是通过一个\emph{hard distortion}约束确保。与平均失真不同，硬失真提供了保真度的确定性保证。对于隐私度量，我们使用一个可调的信息泄漏度量，即\textit{maximal $α$-leakage}（$α\in[1,\infty]$），并制定隐私效用权衡问题。由此产生的解决方案强调，在硬失真约束下，解决方案的性质对于本地和非本地隐私要求保持不变。更准确地说，我们表明，最佳机制和最佳权衡是不变的任何$α>1$ ;即，可调泄漏测量仅表现为两个极值中的任一个，即，$α=1$的互信息和$α=\infty$的最大泄漏。
2018-05-31 cs.IT math.IT
Outer Bounds on the CEO Problem with Privacy Constraints
本文研究带隐私约束和被动窃听者的CEO问题的率-失真-泄露区域，提出新引理推导通用失真下的外界，并针对对数损失失真的不同场景给出紧界或外界，失真较大时内外界重合。
2025-01-19 cs.CR cs.IT math.IT
Multi-Entity and Multi-Enrollment Key Agreement with Correlated Noise
一个基本的模型与远程（或隐藏）源的密钥协商扩展到一个多用户模型的联合保密和隐私的约束下，所有的实体，不相互信任的密钥协商后。考虑了多个实体通过广播信道（BC）使用相同源的不同测量来商定相互独立的本地密钥。我们的模型是适当的多用户扩展的基本模型，因为编码器和解码器对不被假定为信任其他对密钥协议后，不像在文献中假设。强保密约束施加在所有的秘密密钥联合，这是更严格的比单独的保密泄漏约束的每个秘密密钥考虑在文献中，得到满足。最大密钥速率，最小隐私泄漏和数据库存储速率的内界提出了任何有限数量的实体。退化和噪声较小的BC的内部和外部边界给出强隐私的情况下，说明。一个多注册模型，用于共同的物理不可克隆功能也被认为是建立内部和外部边界的密钥泄漏存储区域，不同的马尔可夫链施加。对于这种特殊情况，编码器和解码器测量信道具有相同的信道转移矩阵，并且针对每个秘密密钥分别测量秘密泄漏。我们举例说明的情况下，它是有用的，有多个登记相比，一个单一的登记，反之亦然。
2020-10-17 cs.CR cs.IT cs.MM
Secrecy Capacity Region of a Multi-Antenna Gaussian Broadcast Channel with Confidential Messages
在无线数据网络中，通信由于其广播性质而特别容易受到窃听。安全和隐私系统对于无线提供商和企业网络来说已经变得至关重要。本文研究了高斯广播信道中的秘密通信问题，其中一个多天线发射机向两个具有信息论保密性的用户发送独立的保密消息。也就是说，每个用户都希望以可靠和安全的方式获得其自己的机密消息。该通信模型被称为具有机密消息的多天线高斯广播信道（MGBC-CM）。在这种通信场景下，首先基于高斯码本设计了一种秘密的脏纸编码方案和相应的可达保密率域。接下来，为MGBC-CM提供保密容量区域上的可计算Sato型外边界。此外，证明了Sato型外边界与秘密脏纸编码可达速率区域的边界一致，从而建立了MGBC-CM的保密容量区域。最后，两个数值例子表明，两个用户可以同时获得正速率下的信息理论的保密要求。
2007-09-28 cs.IT math.IT
Code Constructions for Physical Unclonable Functions and Biometric Secrecy Systems
考虑了具有生物特征或物理标识的两终端密钥协商问题。提出了两种基于Wyner-Ziv编码的线性码构造方法。第一种构造使用随机线性码，并实现了生成秘密和选择秘密模型的密钥泄漏存储区域的所有点。第二种构造使用嵌套极化码用于注册期间的矢量量化和重建期间的纠错。仿真结果表明，嵌套极化码实现了隐私泄漏和存储率，改善了现有的代码设计。一个提出的代码实现了现有方法无法实现的速率元组。
2019-04-03 cs.CR cs.IT cs.MM
Optimal Maximal Leakage-Distortion Tradeoff
大多数用于发布具有隐私保证的数据的方法将随机性引入数据集，这降低了所发布数据的实用性。在本文中，我们研究了隐私-效用权衡，以最大泄漏的隐私措施和期望汉明失真的效用措施。我们研究三个不同但相关的问题。首先，我们假设数据生成分布（即，先验）是已知的，并且我们找到了最优的隐私机制，该机制在最大泄漏的约束下实现了最小的失真。然后，我们假设先验属于某个分布集，我们制定了一个最小-最大问题，以找到最坏情况下的先验在集合中可实现的最小失真，受到最大泄漏约束。最后，我们定义了一个偏序隐私机制的基础上产生的最大失真。我们的研究结果表明，当先验分布是已知的，最佳的隐私机制充分披露的符号与最大的先验概率，并抑制符号与最小的先验概率。此外，我们发现，包含更均匀的分布的先验集合导致更大的失真，而更均匀地分布在符号上的隐私预算的隐私机制会产生更小的最坏情况下的失真。
2021-05-03 cs.IT math.IT
On the Design of Artificial Noise for Physical Layer Security in Visible Light Communication Channels with Clipping
虽然可见光通信（VLC）系统被包含在给定的房间中，但提高其安全性是任何实际部署的重要标准。在本文中，在没有明确幅度约束的输入信号（例如，多载波系统）。在这样的系统中，需要限幅以将输入信号约束在LED的有限线性范围内。然而，该限幅过程引起非线性限幅失真，其必须被并入AN设计中。为了便于解决这个问题，一个次优设计方法，提出了使用的Charnes-Cooper变换和凹凸过程（CCP）。然后，提出了一种新的AN传输方案，以减少削波失真的影响，从而提高保密性能。所提出的方案利用了LED灯具的共同结构，即它们通常由多个发光芯片组成。利用这一特性，每个灯具中的LED芯片被分成两组，由单独的驱动器电路驱动。一个组用于发送信息承载信号，而另一个组发送AN。数值结果表明，剪切失真显著降低了保密级别，使用AN比无AN方案在提高保密性能方面更有优势。此外，所提出的AN传输方案与传统的传输方法（例如，当LED的调制电流的标准偏差为0.25 A并且窃听者的接收信号的信号与干扰加噪声比被限制为$0$ dB时，在可实现的保密率方面大约1比特/秒/赫兹的改进）。
2023-02-22 cs.IT cs.SY eess.SY
Successive Refinement of Shannon Cipher System Under Maximal Leakage
该研究将Shannon密码系统的点对点率失真威胁模型推广到多终端逐次细化场景，刻画了两种可靠性约束下的渐近最优归一化最大泄露区域，证明了特定条件下两类约束的泄露区域一致。
2024-04-18 cs.IT math.IT
Robust Privacy-Utility Tradeoffs under Differential Privacy and Hamming Distortion
一个隐私效用权衡开发的任意一组有限字母表源分布。隐私量化使用差分隐私（DP），和效用量化使用预期的汉明失真最大化的一组分布。源分布集（源集）的家庭被分为三类，根据他们捕获的先验知识的不同水平。对于其凸包包含均匀分布的源集合，对称DP机制是最佳的。对于概率值具有固定单调排序的源集合，非对称DP机制是最佳的。对于所有其他的源集，一般的最佳隐私泄漏的上限和下限的开发和紧密性的充分必要条件。不同的隐私泄漏是互信息（MI）泄漏的上限：这两个标准进行了比较分析和数值说明采用更强的隐私标准的效果。
2018-08-01 cs.IT math.IT
Information-Theoretic Privacy with General Distortion Constraints
School of Electrical, Computer, and Energy Engineering, Arizona State University（亚利桑那州立大学电气、计算机与能源工程学院）
本文研究了隐私与效用的权衡问题，通过最小化隐私泄露度来确定最优隐私机制，并分析了不同失真约束下的渐近最优泄露率。
2026-05-10 cs.IT math.IT
Energy-efficient Alternating Iterative Secure Structure of Maximizing Secrecy Rate for Directional Modulation Networks
在定向调制（DM）网络中，安全性和隐私性问题已经扮演了越来越重要的角色。由于保密消息和人工噪声的功率分配将对系统性能产生建设性影响，因此联合考虑波束形成向量和功率分配（PA）因子之间的关系是很重要的。为了最大化保密率（SR），提出了波束形成和PA之间的交替迭代结构（AIS）。只需两三次迭代，它就可以快速收敛到其速率上限。仿真结果表明，在中、大信噪比（SNR）区域，特别是当DM发射端的天线数较少时，所提出的AIS的SR性能明显优于基于零空间投影（NSP）的PA策略。
2019-07-16 cs.IT eess.SP 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
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
Exact Privacy--Distortion Design of Support-Constrained Randomized Response
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；UNSW Canberra（新南威尔士大学堪培拉分校）
针对有序字母表上全支持局部随机化器的不必要报告失真问题，研究输出受限的随机响应机制，推导其精确hockey-stick缺陷，求解联合设计并刻画隐私与失真的权衡关系。
2026-10-14 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Gaussian Broadcast Channels with Confidential Messages
在无线数据网中，由于其广播性质，通信特别容易受到窃听。安全和隐私系统对于无线提供商和企业网来说已经变得至关重要。研究了高斯广播信道中多天线发射机利用\emph{information-theoretic secrecy}向两个用户发送独立的保密消息的保密通信问题。也就是说，每个用户都希望以可靠和安全的方式获得其自己的机密消息。该通信模型被称为具有机密消息的多天线高斯广播信道（MGBC-CM）。在这种通信场景下，首先基于高斯码本设计了一种秘密的脏纸编码方案和相应的可达保密率域。接下来，为MGBC-CM提供保密容量区域上的可计算Sato型外边界。此外，证明了Sato型外边界与秘密脏纸编码可达速率区域的边界一致，从而建立了MGBC-CM的保密容量区域。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。
2008-04-26 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Multi-Function Computation with Private Remote Sources
University of Siegen（锡根大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
我们考虑一个分布式函数计算问题，在该问题中，各方观察嘈杂的版本的远程源方便计算的功能，他们的意见，在融合中心通过公共通信。分布式函数计算受到约束，不仅包括可靠性和存储，而且还包括隐私和保密。具体地，1）根据关于远程源泄露的信息来测量，远程源应该对窃听者和融合中心保持私密; 2）根据关于函数的自变量泄露的信息来测量，计算的函数应该对窃听者保持秘密，以确保保密性，而不管使用的确切函数。我们推导出准确的速率区域的无损和有损单函数计算和说明的信息瓶颈的例子，其中最佳辅助随机变量的特点是二进制输入的双输出通道的有损单函数计算速率区域。我们扩展的方法，无损和有损的异步多功能计算与联合保密和隐私的限制，在这种情况下，内部和外部边界的速率区域不同的马尔可夫链条件的特点。
2022-03-29 cs.CR cs.DC cs.IT
Secure and Robust Identification via Classical-Quantum Channels
研究了经典量子信道（cq信道）在信道不确定性和隐私约束下的身份识别能力。准确地说，我们首先考虑复合无记忆cq-信道，并确定其识别能力;然后我们添加一个窃听者，考虑复合无记忆窃听cqq-信道，并确定其秘密识别能力。在第一种情况下（没有隐私），我们发现识别能力总是等于传输能力。在第二种情况下，我们发现一个二分法：要么保密容量（也称为私人容量）的信道是零，然后也是保密标识容量为零，或保密容量是积极的，然后保密标识容量等于传输容量的主信道没有窃听器。我们进行了相同的分析的情况下，任意变化的窃听cqq-信道（cqq-AVWC），类似的调查结果，并提出了几个意见的连续性和超加性的识别能力在后一种情况下。
2019-05-30 cs.IT math.IT quant-ph
Rényi Rate-Distortion-Perception-Privacy Tradeoff under Indirect Observation
本文提出R-RDPP框架，研究在间接源编码中率、失真、感知和隐私的权衡，揭示传统隐私度量对合法语义恢复的惩罚，并引入条件隐私度量和改进的可实现界限。
2026-07-27 cs.IT math.IT
Robust Machine Learning via Privacy/Rate-Distortion Theory
Mitsubishi Electric Research Laboratories（三菱电机研究实验室）；Tufts University（塔夫茨大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
强大的机器学习公式已经出现，以解决深度神经网络对对抗性示例的普遍脆弱性。我们的工作绘制了最优鲁棒学习和隐私效用权衡问题之间的联系，这是率失真问题的推广。通过求解最大条件熵问题，可以找到鲁棒分类器和对抗性扰动之间博弈的鞍点。这种信息理论的观点揭示了鲁棒性和干净的数据性能之间的基本权衡，这最终源于底层数据分布和扰动约束的几何结构。
2021-05-18 cs.CR cs.GT cs.IT
Intelligent Reflecting Surface for Wireless Communication Security and Privacy
智能反射面（IRS）是未来无线通信中一种很有前途的技术。由于其通过能量聚焦和能量归零来定制信道条件的优异能力，它是分别从物理层安全和隐蔽通信理论来增强无线通信安全性和隐私性的理想技术。在这篇文章中，我们首先提出了一些结果应用IRS提高窃听信道的平均保密率，使完美的通信隐蔽性，并故意创造额外的随机性，在无线传播隐藏活跃的无线传输。然后，我们确定了未来研究的多个挑战，以充分释放IRS在物理层安全和隐蔽通信方面提供的好处。借助大量的数值研究，我们证明了在无线通信中设计IRS单元的幅度时，考虑安全性和隐私性的必要性，其中最优值并不总是文献中通常采用的$1$。此外，我们揭示了可实现的保密性能和IRS的信道状态信息（CSI）在合法和恶意用户的估计精度之间的权衡，这提出了基本的资源分配的IRS辅助物理层安全的背景下的挑战。最后，讨论了利用深度神经网络和场景图像的被动信道估计方法，作为在不利用资源匮乏的导频的情况下实现CSI可用性的潜在解决方案。这种方法作为一个可见的途径，以显着提高在IRS辅助无线网络的隐蔽通信速率。
2021-08-30 cs.CR cs.ET cs.IT
Multiple Antenna Secure Broadcast over Wireless Networks
在无线数据网中，由于其广播性质，通信特别容易受到窃听。安全和隐私系统对于无线提供商和企业网来说已经变得至关重要。本文研究了高斯广播信道上的保密通信问题，其中多天线发射机向两个用户发送独立的保密消息，且具有完全保密性。也就是说，每个用户都希望可靠且保密地获得其自己的消息。首先，一个可计算的Sato型外边界上的保密容量区域提供了一个多天线广播信道的机密消息。接下来，描述了一种脏纸安全编码方案及其简化版本。对于每种情况下，相应的可达到的速率区域推导出完美的保密要求。最后，通过两个数值例子证明了Sato型外界与简化的脏纸编码保密率域的边界是一致的。
2007-05-08 cs.IT math.IT
Privacy-Constrained Remote Source Coding
我们认为，通过一个紧凑的表示，以有效和安全的方式揭示/共享数据的问题。该表示应确保所需特征/属性的可靠重建，同时仍保留数据的秘密部分的隐私。该问题被制定为一个远程有损信源编码与隐私约束的远程源包括公共和秘密部分。给出了压缩率、失真和隐私泄漏率的最佳折衷区域的内界和外界，并在某些特殊情况下证明了它们是一致的。当将失真度量专门化为对数损失函数时，对于相同边信息的情况，所得到的速率-失真-泄漏折衷形成了对应于所谓的信息瓶颈的“安全”版本的优化问题。
2016-05-06 cs.IT math.IT
Polar Coding for Secret-Key Generation
秘密密钥生成的实际实现通常基于顺序策略，该策略在两个连续步骤中处理可靠性和保密性，称为协调和隐私放大。在本文中，我们提出了一种基于极化码的替代方法，该方法联合处理可靠性和保密性。具体而言，我们提出了秘密密钥容量实现极化编码方案的以下模型：（i）降级的二进制无记忆源（DBMS）模型与速率无限的公共通信，（ii）DBMS模型与单向速率有限的公共通信，（iii）1到m的广播模型和（iv）马尔可夫树模型与均匀的边际。对于模型（i）和（ii），我们的编码方案仍然有效的非退化源，虽然他们可能无法实现的秘密密钥的能力。对于模型（i），（ii）和（iii），我们的计划依赖于预先共享的秘密种子可以忽略不计的速率，但是，我们提供了这些模型的特殊情况下，不需要种子。最后，我们展示了我们的研究结果的应用程序的保密性和隐私的生物识别系统。因此，我们提供了第一个例子的低复杂度的秘密密钥的能力实现计划，能够处理模型（ii）的矢量量化，或模型（iii）和（iv）的多终端通信。
2015-08-06 cs.IT math.IT
Separation of Reliability and Secrecy in Rate-Limited Secret-Key Generation
对于离散或连续信源模型，研究了两个合法用户在一轮速率受限的公开通信中的秘密密钥生成问题。虽然我们不提供新的界限上的窃听秘密密钥（WSK）的离散源模型的能力，我们使用的替代可扩展性计划，可能是有用的实际应用。作为一个副作用，我们方便地扩展已知的边界的情况下，连续源模型。具体来说，我们考虑一个顺序的密钥生成策略，实现了一个速率限制的和解步骤，以处理可靠性，其次是一个隐私放大步骤与提取器处理保密性。我们证明，这样的顺序策略实现了最好的已知的限制速率的WSK容量的界限（在双向通信的情况下，退化的源的假设下）。然而，我们表明，与速率无限的公共通信的情况下，实现和解能力的顺序策略并不一定会导致实现WSK容量的最佳已知的界限。因此，可靠性和保密性可以被连续地但不是独立地对待，从而表现出有限速率公共通信的顺序策略的局限性。然而，我们提供的情况下，可靠性和保密性可以连续和独立地对待，如双向速率限制SK容量，单向速率限制WSK容量退化二进制对称源，和单向速率限制WSK容量高斯退化源。
2014-05-16 cs.IT math.IT
Privacy-Utility Tradeoffs under Constrained Data Release Mechanisms
隐私保护数据发布机制旨在同时最小化敏感数据的信息泄漏和有用数据的失真。敏感数据和有用数据之间的重复性导致了隐私-效用权衡，这与广义率失真问题有很强的联系。在这项工作中，我们研究了最佳的隐私效用权衡区域是如何影响的数据，直接作为输入的释放机制的约束。特别是，我们只考虑敏感数据的可用性，只考虑有用数据的可用性，以及两者（完整数据）。我们表明，一般的层次结构举行：权衡区域只敏感的数据是不大于该区域只提供有用的数据，这反过来又是显然不大于该区域的敏感和有用的数据。此外，我们确定的条件下，只给出有用的数据与给定的全部数据相吻合的权衡区域。这些都是基于敏感数据和有用数据之间的共同信息。我们建立这些结果一般家庭的隐私和实用措施，满足某些自然属性所需的任何合理的措施的隐私或实用。我们还发现了一个新的，微妙的方面的数据处理不平等的一般非对称隐私措施，并讨论其操作的相关性和影响。最后，我们推导出精确的封闭解析形式表达式的隐私效用权衡对称依赖的敏感和有用的数据下互信息和汉明失真作为各自的隐私和效用的措施。
2017-10-25 cs.CR cs.IT math.IT
Reconstruction and Secrecy under Approximate Distance Queries
Departments of Mathematics, Computer Science, and Data and Decision Sciences, Technion and Google Research（技术学院数学、计算机科学和数据与决策科学系，以及谷歌研究）；Departments of Mathematics, Technion（技术学院数学系）
本文通过学习理论视角研究近似距离查询下的目标点重建问题，用切比雪夫半径给出最优重建误差的紧致几何刻画，并刻画了凸欧氏空间中有限查询即可达到最优误差的伪有限性条件。
2025-11-09 cs.IT cs.LG math.IT
Secret Key-based Authentication With Passive Eavesdropper for Scalar Gaussian Sources
我们分析了相关高斯源存在窃听者时基于秘密密钥的认证系统的基本权衡。一个完整的特征之间的权衡密钥，存储和隐私泄漏率生成和选择的秘密模型。的主要贡献之一是揭示，不同于已知的离散源的结果，有没有必要的第二个辅助随机变量在高斯情况下的容量区域的特征。此外，还证明了利用信息谱方法可以实现系统的强保密性，并给出了容量域的参数表达式（可计算形式）.
2022-06-29 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
Lossy Source Coding with Reconstruction Privacy
我们考虑的问题，有损信源编码与边信息的隐私约束下，在解码器的重建序列应保持一定程度的秘密，从另一个终端，如窃听者，发送者，或帮助。我们感兴趣的是在一个特定的终端重建隐私约束如何影响率失真权衡。在这项工作中，我们允许解码器使用随机映射，并给出内部和外部边界的率失真模糊区域的不同情况下，边信息是非因果关系和因果关系在解码器。在每个重构符号仅依赖于源描述和当前边信息符号的特殊情况下，提供了完整的率失真模糊区域。一个二进制的例子说明了一个新的权衡，由于新的隐私约束，并从使用随机解码器的增益。
2014-06-24 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Identification System With Secret Binding Under Noisy Enrollment
从信息论的角度研究了具有选择秘密的生物特征识别系统的基本局限性。Ignatenko和Willems（2015）描述了系统的识别，保密和隐私泄漏率的容量区域，前提是注册通道是无噪声的。然而，在登记过程中，高度考虑的是，当扫描生物数据时会出现噪声。最近，Yachongka和Yagi（2019）在考虑噪声注册和模板约束的情况下，用生成的秘密来表征系统的容量区域。在本文中，我们感兴趣的是在与Yachongka和Yagi（2019）相同的设置下，用选定的秘密来表征系统的身份识别，保密性，模板和隐私泄漏率的容量区域。作为特殊情况，所获得的结果表明，特征简化为Ignatenko和Willems（2015）给出的特征，其中注册通道是无噪声的，并且对模板速率没有约束，并且它也与Günlü和Kramer（2018）推导的结果一致，其中只有一个个体。
2020-02-17 cs.IT math.IT
Discriminatory Lossy Source Coding: Side Information Privacy
研究了一种有损信源编码问题，其中信源编码器与两个解码器通信，一个解码器具有相关边信息，另一个解码器不具有相关边信息，并且在不知情的解码器处对边信息的隐私性进行了额外的约束。这个问题的两种情况取决于编码器处的边信息的可用性而出现。所有可行的率失真模糊元组的集合的特征在于这两种情况。的通知和不知情的情况下，编码器侧信息，以提高隐私的优势之间的差异突出的二进制对称源与擦除侧信息和汉明失真。
2011-06-10 cs.IT math.IT
Sparse Regression Codes for Secret Key Agreement: Achieving Strong Secrecy and Near-Optimal Rates for Gaussian Sources
本文提出基于SPARCs的高斯源密钥协商构造性协议，利用其率失真与Wyner-Ziv编码最优性，证明可在强保密下实现近最优密钥速率并揭示通信开销权衡。
2025-07-27 cs.IT math.IT math.PR
Privacy-guaranteed Two-Agent Interactions Using Information-Theoretic Mechanisms
本文介绍了一个多轮的互动问题与隐私的两个代理之间的约束，观察相关的数据。代理交替地彼此共享数据总共K轮，使得每个代理在K/2轮上发起共享。交互被建模为K个随机机制（映射）的集合，每轮一个。我们的目标是共同设计的K个私人机制，以确定所有可实现的失真泄漏对在每个代理。论证了基于互信息的泄漏度量可以适用于流数据设置，本文：（i）确定所有可实现的失真泄漏元组的集合：（ii）表明K机制允许在K轮上精确地组成总隐私预算而没有损失;和（ii）开发条件下的相互作用减少净泄漏在两个代理商和说明它为一个特定类别的源。然后，本文重点讨论了对数损失失真，以更好地理解使用学习理论中常用的效用度量对泄漏的影响。由此产生的相互作用问题导致一个非凸的总和泄漏失真优化问题，可以被看作是一个互动版本的信息瓶颈问题。一个新的合并和搜索算法，扩展了经典的凝聚信息瓶颈算法的互动设置，以确定一个可证明的局部最优解。最后，对数损失下的相互作用的好处说明了特定的源类和最优性的一杆证明高斯源下均方和对数损失失真的约束。
2016-10-03 cs.IT math.IT
