In the traditional index coding problem, a server employs coding to send messages to $n$ clients within the same broadcast domain. Each client already has some messages as side information and requests a particular unknown message from the server. All clients learn the coding matrix so that they can decode and retrieve their requested data. Our starting observation is that, learning the coding matrix can pose privacy concerns: it may enable a client to infer information about the requests and side information of other clients. In this paper, we mitigate this privacy concern by allowing each client to have limited access to the coding matrix. In particular, we design coding matrices so that each client needs only to learn some of (and not all) the rows to decode her requested message. By means of two different privacy metrics, we first show that this approach indeed increases the level of privacy. Based on this, we propose the use of $k$-limited-access schemes: given an index coding scheme that employs $T$ transmissions, we create a $k$-limited-access scheme with $T_k\geq T$ transmissions, and with the property that each client needs at most $k$ transmissions to decode her message. We derive upper and lower bounds on $T_k$ for all values of $k$, and develop deterministic designs for these schemes, which are universal, i.e., independent of the coding matrix. We show that our schemes are order-optimal when either $k$ or $n$ is large. Moreover, we propose heuristics that complement the universal schemes for the case when both $n$ and $k$ are small.
翻译:在传统的索引编码问题中, 服务器使用编码方法向同一广播域内的用户发送信息。 每个客户已经有一些信息作为侧边信息, 并要求从服务器上获取特定未知信息。 所有客户都学习编码矩阵, 以便解码和检索他们请求的数据。 我们的起始观察是, 学习编码矩阵可能会引起隐私问题: 它可能让客户能够推断关于其他客户的请求和侧信息的信息。 在本文中, 我们通过允许每个客户使用有限的编码矩阵来缓解这种隐私关切。 我们设计了一些信息矩阵, 以便每个客户只需学习一些( 而不是全部) 的行来解码她请求的信息。 我们首先通过两种不同的隐私度来显示这个方法确实提高了隐私水平 。 基于这一点, 我们提议使用 $- 有限访问计划: 使用美元传输的索引编码方案, 我们用 $- k 美元 来补充一个通用的 美元- 有限访问计划 。 当每个客户都使用美元 系统时, 当我们用 美元 和 美元 以 美元 格式 格式 来显示我们 的系统时, 我们用 以 美元 以 美元 美元 的 格式 。