論文の概要: Short Blocklength Wiretap Channel Codes via Deep Learning: Design and Performance Evaluation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.03477v1
• Date: Tue, 7 Jun 2022 17:52:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-06-08 16:47:08.029375
• Title: Short Blocklength Wiretap Channel Codes via Deep Learning: Design and Performance Evaluation
• Title（参考訳）: 深層学習による短ブロック長Wiretapチャネル符号の設計と性能評価
• Authors: Vidhi Rana and Remi A. Chou
• Abstract要約: 情報理論セキュリティ保証の下で,ガウス通信路の短ブロック長符号を設計する。 オートエンコーダを介して信頼性制約を処理し、ハッシュ関数による秘密制約を処理します。 ブロック長が16以下の場合、正解率の誤差の確率をシミュレーションにより評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.203329540700176
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We design short blocklength codes for the Gaussian wiretap channel under information-theoretic security guarantees. Our approach consists in decoupling the reliability and secrecy constraints in our code design. Specifically, we handle the reliability constraint via an autoencoder, and handle the secrecy constraint with hash functions. For blocklengths smaller than or equal to 16, we evaluate through simulations the probability of error at the legitimate receiver and the leakage at the eavesdropper for our code construction. This leakage is defined as the mutual information between the confidential message and the eavesdropper's channel observations, and is empirically measured via a neural network-based mutual information estimator. Our simulation results provide examples of codes with positive secrecy rates that outperform the best known achievable secrecy rates obtained non-constructively for the Gaussian wiretap channel. Additionally, we show that our code design is suitable for the compound and arbitrarily varying Gaussian wiretap channels, for which the channel statistics are not perfectly known but only known to belong to a pre-specified uncertainty set. These models not only capture uncertainty related to channel statistics estimation, but also scenarios where the eavesdropper jams the legitimate transmission or influences its own channel statistics by changing its location.
• Abstract（参考訳）: 我々はgaussian wiretapチャネルの短いブロック長符号を情報理論的なセキュリティ保証の下で設計する。 私たちのアプローチは、コード設計における信頼性と機密性の制約を分離することにあります。 具体的には、オートエンコーダを介して信頼性制約を扱い、ハッシュ関数による秘密制約を処理する。 ブロック長が16以下の場合,正規受信機における誤差の確率と,コード構築のための盗聴器における漏れの確率をシミュレーションにより評価する。 この漏洩は、機密メッセージと盗聴者のチャネル観測との間の相互情報として定義され、ニューラルネットワークに基づく相互情報推定器を介して経験的に測定される。 シミュレーション結果は,gaussian wiretapチャネルにおいて非構築的に得られた最も既知の秘密化率よりも高い正の秘密化率を持つ符号の例を示す。 さらに,本設計は,チャネル統計が完全には分かっていないが,事前に特定された不確実性集合に属することが知られているガウス通信路に適用できることを示す。 これらのモデルは、チャネル統計の推定に関連する不確実性だけでなく、eavesdropperが正当な送信を妨害したり、位置を変更して自身のチャネル統計に影響を及ぼすシナリオも捉えている。

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