論文の概要: Rate-Distortion Function for Encrypted Traffic Side-Channel Defense

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.17889v1
• Date: Mon, 20 Jul 2026 12:38:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-21 18:48:37.615755
• Title: Rate-Distortion Function for Encrypted Traffic Side-Channel Defense
• Title（参考訳）: 暗号化トラフィックサイドチャネル防御のためのレート歪み関数
• Authors: Guangjie Liu, Guang Cheng, Weiwei Liu, Yutong Wang,
• Abstract要約: 最適防御はKKT条件によって制御される指数型タイル構造を有することを示す。 現実世界のWebサイト・フィンガープリントのディフェンスでは、このフレームワークはFront ($_mathrmgap=0.028$,bits), WTF-PAD$0.034$,bits, TrafficSliver$0.124$,bits)を理論曲線の上に配置する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.361601797200475
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Parameter selection for encrypted traffic defense has long relied on empirical tuning, yet the fundamental question -- \emph{given a QoS cost budget $D$, how low can the leakage rate go under sustained observation?} -- lacks a provable, computable baseline. Taking the semantic label sequence $X^n$ as the source, the defended feature sequence $Y^n$ as the observation, and Wasserstein-1 distance as the defense cost, we define the \emph{side-channel rate-distortion function} $R^{\mathrm{sc}}(D)$ within the stationary memoryless defense class $Θ_{\mathrm{iid}}$ and provide its complete characterization. We prove that $R^{\mathrm{sc}}(D)$ is monotone decreasing, convex, and continuous, with exact endpoints; the optimal defense has an exponential-tilting (Boltzmann) structure governed by KKT conditions; and the curve constitutes the exact Pareto frontier within $Θ_{\mathrm{iid}}$. For binary equal-prior tasks, $D_{\max} = \tfrac{1}{2}W_1(P_0,P_1)$ via Kantorovich--Rubinstein duality. On real-world website-fingerprinting defenses, the framework locates Front ($Δ_{\mathrm{gap}}{=}0.028$\,bits), WTF-PAD ($0.034$\,bits), and TrafficSliver ($0.124$\,bits) above the theoretical curve, quantifying their suboptimality gaps.
• Abstract（参考訳）: 暗号化されたトラフィック防衛のためのパラメータの選択は、長い間経験的なチューニングに依存してきたが、基本的な質問 -- \emph{given a QoS cost budget $D$, the leakage rate can be low under sustained observed} -- は、証明可能な計算可能なベースラインを欠いている。 セマンティックラベルシーケンスの$X^n$をソースとして、防御された特徴シーケンス$Y^n$を観測として、ワッサーシュタイン-1距離を防衛コストとして、静止メモリレスディフェンスクラス$\_{\mathrm{iid}}$内に \emph{side- channel rate-distortion function} $R^{\mathrm{sc}}(D)$を定義し、その完全な特徴付けを提供する。 R^{\mathrm{sc}}(D)$ は単調減少、凸、連続で、正確な終点を持つこと、最適防御は KKT 条件に支配される指数的チルト(ボルツマン)構造を持ち、曲線は $ _{\mathrm{iid}}$ 内の正確なパレートフロンティアを構成する。 二元同値なタスクに対しては、$D_{\max} = \tfrac{1}{2}W_1(P_0,P_1)$ via Kantorovich--Rubinstein duality である。 現実世界のWebサイトやフィンガープリントのディフェンスでは、このフレームワークはFront(Δ_{\mathrm{gap}}{=}0.028$\,bits)、WTF-PAD(0.034$\,bits)、TrafficSliver(0.124$\,bits)を理論曲線の上に置く。

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