[论文解读] 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 3

一句话总结

本文提出了一种新颖的框架，用于最小化多相关源的窃听信道中的密钥长度并量化信息泄露。通过将香农的密码系统与利用公共信息组合的掩蔽技术相结合，该方法在广义多源模型中减少了密钥需求量，同时对被窃听的校验子中的信息泄露进行了分析测量。

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.

研究动机与目标

• 解决多个相关源传输数据时窃听信道中的信息泄露问题。
• 最小化相关源网络中安全通信所需的密钥长度。
• 构建一个适用于多个相关源且传输链路被窃听的广义模型。
• 在各种校验子信道的窃听场景下，量化源端的信息泄露程度。
• 将香农的密码系统整合到相关源模型中，以提升安全性和效率。

提出的方法

• 提出一个适用于两个相关源的广义窃听信道模型，每个源贡献公共信息的一个分量。
• 分析多种被窃听的校验子信道情形，以确定源端的信息泄露量。
• 将香农的密码系统应用于相关源模型，以减少所需密钥长度。
• 提出一种利用公共信息组合的掩蔽方案，以隐藏传输数据免遭窃听者获取。
• 推导出一种专用于窃听环境中相关源编码序列的新信息泄露度量指标。
• 通过泛化掩蔽与泄露量化技术，将该框架扩展至多个相关源。

实验结果

研究问题

• RQ1 当两个相关源传输公共信息分量时，如何量化窃听信道中的信息泄露？
• RQ2 被窃听的校验子对相关源编码系统中源端的信息泄露有何影响？
• RQ3 如何将香农的密码系统适配于相关源网络，以减少密钥长度？
• RQ4 利用公共信息组合进行掩蔽在何种方式上可提升安全性并减少密钥需求？
• RQ5 如何在保持泄露控制与密钥效率的前提下，将所提方案推广至多个相关源？

主要发现

• 推导出一种新的信息泄露度量指标，可量化因被窃听的校验子而导致源端暴露的信息量。
• 将香农的密码系统与相关源结合，可有效减少安全传输所需的密钥长度。
• 利用公共信息组合进行掩蔽，可有效减少窃听者可获取的数据，且无需增加密钥大小。
• 所提方案在各种校验链路窃听场景下均保持较低的信息泄露水平。
• 针对多个相关源的广义模型成功扩展了信息泄露量化与密钥长度减少的框架。
• 该框架表明，公共信息不仅可用于压缩，还可用于窃听网络中的安全通信。