論文の概要: Secure Semantic Communications via AI Defenses: Fundamentals, Solutions, and Future Directions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.22134v1
- Date: Wed, 25 Feb 2026 17:28:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-26 18:19:16.930505
- Title: Secure Semantic Communications via AI Defenses: Fundamentals, Solutions, and Future Directions
- Title(参考訳): AIディフェンスによるセキュアなセマンティックコミュニケーション - 基本、解決策、今後の方向性
- Authors: Lan Zhang, Chengsi Liang, Zeming Zhuang, Yao Sun, Fang Fang, Xiaoyong Yuan, Dusit Niyato,
- Abstract要約: このサーベイは、AIディフェンスを通じてSemComのセキュリティの防衛中心でシステム指向の合成を提供する。
本稿ではセムコムシステムにおいて意味的整合性を損なうことができる防衛戦略の構造的分類について述べる。
また、セマンティックフィリティ、堅牢性、レイテンシ、エネルギのトレードオフをキャプチャするセキュリティユーティリティオペレーティングエンベロープについても検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 44.71660423560587
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Semantic communication (SemCom) redefines wireless communication from reproducing symbols to transmitting task-relevant semantics. However, this AI-native architecture also introduces new vulnerabilities, as semantic failures may arise from adversarial perturbations to models, corrupted training data, desynchronized priors, or misaligned inference even when lower-layer transmission reliability and cryptographic protection remain intact. This survey provides a defense-centered and system-oriented synthesis of security in SemCom via AI defense. We analyze AI-centric threat models by consolidating existing studies and organizing attack surfaces across model-level, channel-realizable, knowledge-based, and networked inference vectors. Building on this foundation, we present a structured taxonomy of defense strategies organized by where semantic integrity can be compromised in SemCom systems despite correct symbol delivery, spanning semantic encoding, wireless transmission, knowledge integrity, and coordination among multiple agents. These categories correspond to distinct security failure modes, including representation fragility, channel-realizable manipulation, semantic prior poisoning or desynchronization, and adversarial propagation through distributed inference. We also examine security utility operating envelopes that capture tradeoffs among semantic fidelity, robustness, latency, and energy under realistic constraints, survey evaluation frameworks and representative applications, and identify open challenges in cross-layer composition and deployment-time certification. Overall, this survey offers a unified system-level perspective that enables readers to understand major threat and defense mechanisms in AI-native SemCom systems and to leverage emerging security techniques in the design and deployment of robust SemCom architectures for next-generation intelligent networks.
- Abstract(参考訳): セマンティック通信(SemCom)は、無線通信を再生シンボルからタスク関連セマンティクスへ再定義する。
しかし、このAIネイティブアーキテクチャは、モデルに対する敵対的摂動、破損したトレーニングデータ、デ同期された事前データ、下位層のトランスミッション信頼性と暗号化保護がそのままである場合でも不一致の推論からセマンティック障害が発生する可能性があるため、新たな脆弱性も導入する。
このサーベイは、AIディフェンスを通じてSemComのセキュリティの防衛中心でシステム指向の合成を提供する。
我々は、AI中心の脅威モデルを分析し、既存の研究を統合し、モデルレベル、チャネル実現可能、知識ベース、ネットワーク化された推論ベクトルにわたって攻撃面を整理する。
本研究は,セムコムシステムにおいて,セマンティックエンコーディング,無線送信,知識の整合性,複数エージェント間の協調といった,意味的整合性を損なうことなく,意味的整合性を損なうことができるように構成された防衛戦略の分類法を提案する。
これらのカテゴリは、表現の脆弱性、チャネル生成可能な操作、セマンティックな事前中毒または非同期化、分散推論による敵の伝播など、異なるセキュリティ障害モードに対応している。
また,現実的な制約下でのセマンティックフィリティ,ロバスト性,レイテンシ,エネルギのトレードオフを捉えるセキュリティユーティリティオペレーティングエンベロープについても検討し,調査評価フレームワークや代表アプリケーションについて検討し,層間コンポジションやデプロイメントタイム認証におけるオープンな課題を特定した。
全体として、この調査は、AIネイティブなSemComシステムにおける主要な脅威と防御メカニズムを理解し、次世代インテリジェントネットワークのための堅牢なSemComアーキテクチャの設計とデプロイに新たなセキュリティ技術を活用するための、統一されたシステムレベルの視点を提供する。
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