[論文レビュー] Information Leakage of Correlated Source Coded Sequences over Wiretap Channel.

Reevana Balmahoon, Ling Cheng|arXiv (Cornell University)|Jan 24, 2014

Wireless Communication Security Techniques参考文献 8被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、複数の相関する情報源を有するワイヤテイプチャネルにおける鍵長の最小化および情報漏洩の定量化のための新規フレームワークを提案する。シャノンの暗号システムと共通情報の組み合わせを用いたマスキングを統合することにより、一般化されたマルチソースモデルにおいて、送信側の合成の漏洩を解析的に測定しながら、鍵の要件を低減する手法を提供する。

ABSTRACT

Abstract—A new generalised approach for multiple correlated sources over a wiretap network is investigated. A basic model consisting of two correlated sources where each produce a component of the common information is initially investigated. There are several cases that consider wiretapped syndromes on the transmission links and based on these cases a new quantity, the information leakage at the source/s is determined. An interesting feature of the models described in this paper is the information leakage quantification. Shannon’s cipher system with eavesdroppers is incorporated into the two correlated sources model to minimize key lengths. These aspects of quantifying information leakage and reducing key lengths using Shannon’s cipher system are also considered for a multiple correlated source network approach. A new scheme that incorporates masking using common information combinations to reduce the key lengths is presented and applied to the generalised model for multiple sources. I.

研究の動機と目的

• 複数の相関する情報源がデータを送信するワイヤテイプチャネルにおける情報漏洩の課題に対処すること。
• 相関する情報源ネットワークにおける安全な通信に必要な鍵長を最小化すること。
• 複数の相関する情報源とワイヤテイプされた送信リンクを対象とした一般化されたモデルの構築。
• 合成チャネルにおけるさまざまなワイヤテイプ状況下での、情報源レベルにおける情報漏洩の定量化。
• シャノンの暗号システムを相関する情報源モデルに統合し、セキュリティと効率性を向上させること。

提案手法

• 2つの相関する情報源を想定する一般化されたワイヤテイプモデルを導入し、それぞれが共通情報の一部を寄与する。
• 合成チャネルにおける複数のワイヤテイプ状況を分析し、情報源における情報漏洩を特定する。
• シャノンの暗号システムを相関する情報源モデルに適用し、必要な鍵長を短縮する。
• 共通情報の組み合わせを用いたマスキング方式を開発し、盗聴者からの送信データの隠蔽を図る。
• ワイヤテイプ環境下における相関する情報源符号化系列に特化した新たな情報漏洩指標を導出する。
• マスキングおよび漏洩の定量化技術を一般化することで、複数の相関する情報源へのフレームワークの拡張を実現する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2つの相関する情報源が共通情報の成分を送信するワイヤテイプチャネルにおいて、情報漏洩をどのように定量化できるか。
• RQ2 合成チャネルにおけるワイヤテイプされた合成が、相関する情報源符号化システムにおける情報源における情報漏洩に及ぼす影響は何か。
• RQ3 シャノンの暗号システムをどのように変更すれば、盗聴者が存在する相関する情報源ネットワークにおける鍵長を短縮できるか。
• RQ4 共通情報の組み合わせによるマスキングは、セキュリティを向上させるとともに、鍵の要件をどのように低減するか。
• RQ5 提案された方式を、漏洩制御と鍵効率を維持したまま、複数の相関する情報源に一般化する方法は何か。

主な発見

• ワイヤテイプされた合成が原因で情報源に露出する情報量を定量化する新たな情報漏洩指標が導出された。
• シャノンの暗号システムと相関する情報源を統合することで、安全な伝送に必要な鍵長が短縮可能であることが明らかになった。
• 共通情報の組み合わせを用いたマスキングは、鍵サイズを増加させることなく、盗聴者に利用可能なデータを効果的に低減する。
• 提案された方式は、合成リンクにおけるさまざまなワイヤテイプ状況下でも、低い情報漏洩を維持する。
• 複数の相関する情報源を対象とした一般化モデルは、漏洩の定量化および鍵長短縮フレームワークを効果的に拡張した。
• フレームワークは、共通情報が圧縮の目的だけでなく、ワイヤテイプネットワークにおける安全な通信の目的にも活用可能であることを示した。