一种新的窃听信道模型及其强保密容量

本文提出了一种新的窃听信道模型，其中合法发送方与接收方通过离散无记忆信道进行通信。窃听者可以完美获取其自行选择的已传输码字符号的一个固定长度子集。此外，她通过离散无记忆信道观察到其余已传输符号。该新模型将经典窃听信道以及具有噪声主信道的窃听信道II作为其特例包含在内。本文确定了所提信道模型的强保密容量。可达性通过求解源模型中的对偶密钥协商问题，并利用概率分布逼近论证将解转换到原始信道模型来确立。在该对偶问题中，一个源编码器与解码器观察到根据原始问题中合法信道的输入和输出分布独立同分布随机序列，在存在可完美访问公开讨论的复合窃听源的情况下，通过无差错公开信道使用单次前向传输来通信一个机密密钥。通过推导一个引理，保证了密钥对于窃听者所选子集的指数级多种可能性的安全性，该引理给出了如下概率的双重指数收敛速率：对于子集的固定选择，密钥是均匀的且与公开讨论及窃听源观测无关。逆界通过使用Sanov定理，将新窃听信道模型的保密容量上界限制为当被窃听子集由自然随机选取时的保密容量。