跨层等时扩散协议（CIDP）：用于主权战术匿名的严格信息论与控制论框架
密码学与安全
2025-12-12 v1
摘要
下一代战术网络面临一个关键的匿名性三难困境：在全局被动对手下，不可能同时实现强匿名性、低延迟（等时性）和低带宽开销。CIDP通过快速天线旁瓣调制注入物理层熵，实现了近等时、低开销的匿名通信。CIDP联合设计了：(a) 一个Lyapunov漂移加惩罚网络控制器，用于稳定队列并最大化熵注入；(b) 一个鲁棒的离散时间控制障碍函数（RaCBF）滤波器，在存在不确定性情况下可证明地强制执行实时流的确定性抖动边界；以及(c) 一个凸的旁瓣时间调制（SLTM）优化，将信号扩散到天线零空间以掩盖传输。我们明确地用物理层等价项扩充了经典的匿名边界，表明快速变化的旁瓣贡献了额外的保密性。因此，随着注入的物理熵增长，对于固定的匿名性目标，延迟和虚拟开销都可以趋近于零。我们提供了队列稳定性、障碍集不变性和SLTM凸性的完整理论证明。此外，我们将SLTM设计与最近的LPI/LPD方案进行了定量基准测试，在可比开销下展示了显著更低的截获概率。高保真MATLAB/NS-3仿真和FPGA原型验证了CIDP：结果表明匿名集大约大40%，且100%符合亚30毫秒抖动（与Tor-like基线相比），仅有约5%的吞吐量损失。我们还概述了模块化开放系统方法（MOSA）和FOCI合规的供应链策略。CIDP是首个同时解决强匿名性、严格等时性和频谱效率并具有可证明保证的架构，使其对主权JADC2部署高度相关。
引用
@article{arxiv.2512.09954,
title = {Cross-Layer Isochronous Diffusion Protocol (CIDP): A Rigorous Information-Theoretic and Control-Theoretic Framework for Sovereign Tactical Anonymity},
author = {Pravin G},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09954},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 4 figures, 4 tables, with full proofs and FPGA prototype evaluation