计算机科学 > 信息论
[提交于 2025年10月2日
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标题: 变分秘密公共随机性提取
标题: Variational Secret Common Randomness Extraction
摘要: 本文研究了在存在窃听者Eve的情况下,通过公开讨论从两个合法方Alice和Bob观察到的相关随机源中提取公共随机性(CR)或秘密密钥的问题。我们提出了一种实用的两阶段CR提取框架。在第一阶段,引入了变分概率量化(VPQ)步骤,其中Alice和Bob使用概率神经网络(NN)编码器将他们的观测结果映射到离散的、几乎均匀的随机变量(RVs),同时最大限度地减少信息泄露给Eve。这是通过结合变分学习目标和对抗训练来实现的。在第二阶段,使用码偏移构造的安全草图将编码器输出校正为相同的秘密密钥,其保密性由VPQ目标保证。作为代表性应用,我们研究了物理层密钥(PLK)生成。除了传统的依赖于信道互易性原理并需要双向信道探测的方法,从而导致较大的协议开销且在高移动性场景中不适用之外,我们提出了适用于集成感知与通信(ISAC)系统的基于感知的PLK生成方法,其中Alice和Bob测量的配对距离-角度(RA)图作为相关源。该想法通过端到端仿真和现实世界的软件定义无线电(SDR)测量得到了验证,包括Eve部分了解Bob位置的场景。结果证明了所提出的CR提取框架和基于感知的PLK生成方法的可行性和令人信服的性能。
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