CIF: Small: Alignment for Secrecy: One-Time-Pads in the Air without Keys
CIF:小:保密对齐:空中一次性一键本,无需钥匙
基本信息
- 批准号:1713977
- 负责人:
- 金额:$ 50万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-01 至 2022-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In today's communication networks, most data flow through wireless links which are particularly vulnerable to eavesdropping attacks. While currently available cryptographic algorithms provide useful protection against computationally limited eavesdroppers, the ever-increasing computational power of adversaries necessitates techniques that provide stronger forms of security guarantees. Information-theoretic physical layer security provides unconditional security guarantees that are valid even against computationally unlimited adversaries. The goal of this research is to advance information-theoretic physical layer security to address practical issues arising from user misbehavior, conflicting user interests, lack of complete network state information; and to devise practically implementable codes.In the application of information-theoretic physical layer security to multi-user wireless channels, alignment emerges as a powerful tool to achieve the maximum possible secure degrees of freedom for the network. Optimal alignment for the purposes of security may be interpreted as a form of one-time-pad communication in the air with no need for explicit exchange of keys; security is bootstrapped from the randomness in the physical channel and from the willingness of the users to cooperate. The goal of this research is to develop techniques to make such secure alignment schemes more robust to user misbehavior and to the lack of channel state information; more practical by making connections to polar coding to develop explicit codes; and more widely applicable to modern wireless networks with multi-antenna nodes. Specifically, this research investigates the cases of 1) deviating users who do not follow agreed-upon optimum protocols; 2) combating helpers and selfish users who have conflicting interests; 3) vector channels arising from use of multiple antennas and the associated channel state information issues; and 4) explicit code design using polar codes and relating polar alignment and signal alignment.
在当今的通信网络中,大多数数据通过无线链路流动,而无线链路特别容易受到窃听攻击。虽然当前可用的加密算法可以针对计算能力有限的窃听者提供有用的保护,但对手不断增长的计算能力需要提供更强大形式的安全保证的技术。信息论物理层安全提供了无条件的安全保证,即使针对计算上无限的对手也是有效的。这项研究的目标是推进信息论物理层安全,以解决因用户不当行为、用户利益冲突、缺乏完整网络状态信息而产生的实际问题;在将信息论物理层安全性应用于多用户无线信道时,对齐成为实现网络最大可能安全自由度的强大工具。出于安全目的的最佳对准可以被解释为一种空中一次性密码本通信的形式,无需显式交换密钥;安全性源于物理通道的随机性和用户的合作意愿。这项研究的目标是开发技术,使这种安全对齐方案对用户不当行为和通道状态信息的缺乏更加稳健;通过连接极性编码来开发显式代码,更加实用;并更广泛地适用于具有多天线节点的现代无线网络。具体来说,本研究调查了以下情况:1)不遵循商定的最佳协议的偏离用户; 2)打击有利益冲突的帮助者和自私用户; 3) 由于使用多个天线而产生的矢量信道以及相关的信道状态信息问题; 4)使用极性代码以及相关极性对齐和信号对齐的显式代码设计。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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- 作者:Karim A. Banawan;S. Ulukus
- 通讯作者:Karim A. Banawan;S. Ulukus
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- 作者:Sajani Vithana;Karim A. Banawan;S. Ulukus
- 通讯作者:Sajani Vithana;Karim A. Banawan;S. Ulukus
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- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Zhusheng Wang;Karim A. Banawan;S. Ulukus
- 通讯作者:Zhusheng Wang;Karim A. Banawan;S. Ulukus
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- 发表时间:2018-07
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- 作者:Karim A. Banawan;S. Ulukus
- 通讯作者:Karim A. Banawan;S. Ulukus
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- 作者:Karim A. Banawan;Batuhan Arasli;Yi-Peng Wei;S. Ulukus
- 通讯作者:Karim A. Banawan;Batuhan Arasli;Yi-Peng Wei;S. Ulukus
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