論文の概要: Feasibility of short blocklength Reed-Muller codes for physical layer security in real environment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.03449v2
• Date: Thu, 09 Jan 2025 17:51:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-10 13:57:52.969055
• Title: Feasibility of short blocklength Reed-Muller codes for physical layer security in real environment
• Title（参考訳）: 実環境における物理層セキュリティのための短ブロック長リード・ミュラー符号の可能性
• Authors: Md Munibun Billah, Tyler Sweat, Willie K. Harrison,
• Abstract要約: 実世界の通信路における物理層セキュリティのためのリード・ミュラー符号(RM)の適用について検討する。 我々は、RM符号の階層構造を利用してデータ伝送をセキュアにするためのコセット符号化方式を実装した。 実験結果から,RM符号は実世界のチャネル障害の影響を受けても堅牢なセキュリティを実現することが可能であることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4260312058817663
• License:
• Abstract: In this paper, we investigate the application of Reed-Muller (RM) codes for Physical-layer security in a real world wiretap channel scenario. Utilizing software-defined radios (SDRs) in a real indoor environment, we implement a coset coding scheme that leverages the hierarchical structure of RM codes to secure data transmission. The generator matrix of the RM code is used to partition codewords into cosets in the usual way, where each message corresponds to a unique coset, and auxiliary bits select specific codewords within each coset. This approach enables the legitimate receiver (Bob) can decode the transmitted message with minimal information leakage to eavesdropper (Eve) thus protecting the confidentiality of the communication with the help of coset structure. Mutual information neural estimation (MINE) is used to quantify information leakage and validate the effectiveness of the scheme. Experimental results indicate that RM codes can achieve robust security even in practical environments affected by real-world channel impairments. These findings demonstrate the potential of RM codes as an efficient solution for physical-layer security, particularly for applications that require low latency and short blocklengths.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,実世界の通信路における物理層セキュリティのためのリード・ミュラー符号(RM)の適用について検討する。 実際の屋内環境におけるソフトウェア定義無線(SDR)を利用して、RM符号の階層構造を利用してデータ伝送を確保するコセット符号化方式を実装した。 RM符号のジェネレータ行列は、通常の方法でコードワードをコセットに分割するために使用され、それぞれのメッセージはユニークなコセットに対応し、補助ビットはコセット内の特定のコードワードを選択する。 このアプローチにより、送信されたメッセージを最小限の情報漏洩で盗聴者(Eve)に復号することが可能となり、コセット構造の助けを借りて通信の機密性を保護することができる。 相互情報ニューラル推定(MINE)は、情報漏洩を定量化し、そのスキームの有効性を検証するために用いられる。 実験結果から,RM符号は実世界のチャネル障害の影響を受けても堅牢なセキュリティを実現することが可能であることが示唆された。 これらの結果は、特に低レイテンシと短いブロック長を必要とするアプリケーションにおいて、物理層セキュリティのための効率的なソリューションとしてのRM符号の可能性を示している。

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