窃听信道及第二类窃听信道的新问题

论文摘要

早在上个世纪七十年代,Wyner建立了搭线窃听信道和第二类搭线窃听信道这两个通信安全模型。搭线窃听信道模型由一个发送者,一个接收者和一个窃听者组成,在该模型中Wyner假设窃听者得到的内容相比于接收者受到了更严重的噪声污染。也就是说,相比于接收者,窃听者从接收到的文件中恢复出原来的消息更加的困难。系统设计者希望可以得到窃听者所有可能的不确定度(即窃听者从得到的内容来猜测正确消息的熵)和所有可能的能保证无差错(或者传输出错的概率很小)传输的传输速率。Wyner在给出由所有窃听者的不确定度和所有可能的能保证无差错传输的传输速率所构成的区域的同时,还给出了在保证窃听者的不确定度为最大时系统的传输速率的上界,这个上界也被Wyner称为“安全容量”,它是窃听信道模型最重要的参数之一。第二类搭线窃听信道模型也由一个发送者,一个接收者和一个窃听者组成,和搭线窃听信道模型相比,第二类搭线窃听信道模型的主信道是没有噪声的,而且窃听者也不是通过一个窃听信道进行窃听,而是通过截取发送者发送的码字的任意μ个位置来分析发送的信息。系统设计者的任务就是分析窃听者从这截取的一段信息中可能获得的最小不确定度,并且寻找能够以较高传输速率传输且使得窃听者的最小不确定度尽可能大的编码译码方法。自从Wyner提出这两个通信安全模型以来,许多学者对此进行了深入的研究。在这篇文章中,作者对搭线窃听信道模型中可能出现的一种新问题进行了研究,即在该模型中若窃听者的能力得到加强,即他不仅能够通过窃听信道对传输的信息进行窃听,而且还能获取发送方发出的码字的一些位置的值,在这种情况下系统的设计者仍然希望得到窃听者所有可能的不确定度(即窃听者从得到的内容来猜测正确消息的熵)和所有可能的能保证无差错(或者传输出错的概率很小)传输的传输速率。针对这种新的问题,作者给出了由窃听者所有可能的不确定度和所有可能的能保证无差错传输的传输速率所组成的区域,还给出了在保证窃听者的不确定度为最大时能保证无差错传输的传输速率的上界,即新模型的“安全容量”。另外,第二类搭线窃听信道模型所给出的在给定传输效率的情况下的关于窃听位数μ和不确定度?的区域存在着一些弱点,针对如何改进第二类搭线窃

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1 保密通信
• 2 搭线窃听信道的研究意义
• 3 本文结构
• 第二章 常用信息论知识介绍
• 1 基本定义
• 2 链式规则
• 3 Fano不等式和序列的渐近均分性
• 第三章 随机编码和陪集编码
• 1 引言
• 2 搭线窃听信道模型
• 3 随机编码方案
• 4 第二类搭线窃听信道模型
• 5 陪集编码方案
• 6 陪集编码的应用
• 6.1 广播信道
• 6.2 脏纸信道
• 7 总结
• 第四章 带边信息的搭线窃听信道模型
• 1 引言
• 2 带边信息的搭线窃听信道模型综述
• 3 新模型和新问题的正式陈述
• 第五章 带边信息的搭线窃听信道模型容量区域的证明
• 1 定理逆定理部分的证明
• M 和d ≤H_s的证明'>1.1 R ≤C_M 和d ≤H_s的证明
• sΓ'（R）的证明'>1.2 Rd ≤H_sΓ'（R）的证明
• 1.2.1 Step （i）的证明
• 1.2.2 Step （ii）的证明
• 1.2.3 Step （iii）的证明
• 1.2.4 Step （iv）的证明
• 1.2.5 The Proof of Step （v）
• 1.2.6 The Proof of Step （vi）
• 2 定理的直接证明部分
• 3 引理2的证明
• 4 引理6，7，8，9的证明
• 5 尾声
• 第六章 第二类搭线窃听信道的新问题
• 1 引言
• 2 基于新的编码方案的第二类搭线窃听信道模型
• 3 对基于新方案的第二类搭线窃听信道模型的安全性分析
• 4 对最小不确定度的分析
• 5 新模型和第二类搭线窃听信道模型的比较
• 6 结论
• 第七章 总结未和展望
• 1 总结
• 2 未来工作的展望
• 参考文献
• 发表文章目录
• 简历
• 致谢