In the classic wiretap model, Alice wishes to reliably communicate to Bob without being overheard by Eve who is eavesdropping over a degraded channel. Systems for achieving that physical layer security often rely on an error correction code whose rate is below the Shannon capacity of Alice and Bob's channel, so Bob can reliably decode, but above Alice and Eve's, so Eve cannot reliably decode. For the finite block length regime, several metrics have been proposed to characterise information leakage. Here we assess a new metric, the success exponent, and demonstrate it can be operationalized through the use of Guessing Random Additive Noise Decoding (GRAND) to compromise the physical-layer security of any moderate length code. Success exponents are the natural beyond-capacity analogue of error exponents that characterise the probability that a maximum likelihood decoding is correct when the code-rate is above Shannon capacity, which is exponentially decaying in the code-length. Success exponents can be used to approximately evaluate the frequency with which Eve's decoding is correct in beyond-capacity channel conditions. Moreover, through GRAND, we demonstrate that Eve can constrain her decoding procedure so that when she does identify a decoding, it is correct with high likelihood, significantly compromising Alice and Bob's communication by truthfully revealing a proportion of it. We provide general mathematical expressions for the determination of success exponents as well as for the evaluation of Eve's query number threshold, using the binary symmetric channel as a worked example. As GRAND algorithms are code-book agnostic and can decode any code structure, we provide empirical results for Random Linear Codes as exemplars, since they achieve secrecy capacity. Simulation results demonstrate the practical possibility of compromising physical layer security.


翻译:在经典的窃听模式中,爱丽丝希望与鲍勃可靠地沟通,而不会被正在窃听退化频道的Eve听到的Eve听到。实现物理层安全的系统往往依赖于一个错误校正代码,其速率低于Alice和Bob频道的香农能力,因此Bob可以可靠地解码,但是在Alice和Eve频道上方,因此Eve无法可靠地解码。对于有限的区块长度制度,已经提出了数度指标来描述信息泄漏的特征。在这里,我们评估一个新的指标,即成功指数,并展示它可以通过使用随机的Additive Noise Decododing(GRAND)来操作。实现物理层安全度安全度的系统,成功指数是自然的超能力模拟。此外,通过GRAND解析,我们通过直径的解析程序来显示一个真实的解析数据。我们通过直径解的解调数据来评估Everical discodeal,我们通过直径的解析的解析数据,我们能够通过直径的解的解的路径来测量它。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年2月4日
Arxiv
0+阅读 · 2023年2月2日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员