On Secure and Sequential Source Coding
Tid: Fr 2023-03-31 kl 13.30
Plats: F3, Lindstedtsvägen 26 & 28, Stockholm
Språk: Engelska
Ämnesområde: Elektro- och systemteknik
Respondent: Hamid Ghourchian , Teknisk informationsvetenskap
Opponent: Professor Michèle Wigger, Télécom Paris
Handledare: Professor Mikael Skoglund, Teknisk informationsvetenskap; Professor Tobias J. Oechtering, Teknisk informationsvetenskap
QC 20230308
Abstract
Säker källkodning har blivit ett viktig forskningsområde på senare år då det berör överföringen av känslig information över osäkra kanaler med skydd från oönskad åtkomst. Detta är särskilt relevant i användningsområden med moderna kommunikationssystem där den överförda datan ofta är av känslig natur och hotet om avlyssning eller dataintrång är högt. Genom att utveckla effektiva och säkra källkodningstekniker är det möjligt att säkerställa sekretessen och integriteten i den överförda informationen, vilket skyddar användarnas integritet och säkerhet. Dessutom spelar säker källkodning också en avgörande roll i olika tillämpningar såsom sensornätverk, trådlös kommunikation och molntjänster. I denna avhandling undersöker vi ämnet säker källkodning ur ett informationsteoretiskt perspektiv och fokuserar på två huvudproblem.
I det första problemet har vi framgångsrikt karakteriserat hela den uppnåeliga regionen för bandbredd-distorsion-equivocation för en specifik instans av ett klassiskt problem. Vi undersöker utmaningen att balansera avvägningen mellan bandbredden för datakomprimering, nivån av distorsion i den komprimerade datan och mängden information som läcker till en avlyssnare när en privat nyckel delas mellan avsändaren och mottagaren. Vi fokuserar specifikt på ett scenario där mottagaren och avlyssnaren har tillgång till olika sidoinformation som är korrelerade med källan.
I det andra problemet är fokus på att studera säker bandbredd-distortion-kodning, där data komprimeras och skickas blockvis och kausalt, medan avkodningen görs icke-kausalt. Ett nytt koncept kallat kumulativ bandbreddsfördelningsfunktion (CRDF) introduceras för att beskriva de bandbreddsresurser som används sekvensiellt för att komprimera sekvensen, medan konceptet kumulativ läckagefördelningsfunktion (CLF) används för att beskriva säkerhetsbegränsningen på mängden information som läcker ut. Genom att använda metoder från majoriseringsteori, fastställs nödvändiga och tillräckliga villkor för den uppnåeliga CRDF för en given oberoende och identiskt fördelad (IID) källa och CLF, och det visade sig att konkava höljet av CRDF beskriver den optimala uppnåeliga bandbredds-fördelningen. Forskningen utvidgas också för att beakta ett scenario med en avlyssningskanal mellan kodaren, avkodaren och avlyssnaren, och en sluten lösning hittas för en specifik typ av wiretap-kanaler.