15、无线通信中的协作保密技术解析

无线通信中的协作保密技术解析

在无线通信领域，保障信息传输的保密性至关重要。协作保密作为一种有效的手段，能够显著提升通信的安全性。本文将深入探讨无线通信中的协作保密策略，特别是无意识协作策略，包括隐式协作与噪声转发以及协作干扰与人工噪声等方面。

1. 协作保密概述

在无线通信中，存在多种协作保密场景。其中一种是中继节点通过特定的协作方案（如DAF和CAF）帮助发送 - 接收对，以提高可实现速率和等效速率。另一种情况则是对协作方自身施加保密约束，探讨诸如窃听者能否通过发送协作信号来增加发送方的保密性等问题。

而无意识协作是本文关注的重点，在这种协作策略中，协作方（即辅助方）无需了解传输消息的任何信息。辅助方要么没有信道输出（如在MAC - WT中），要么即使有信道输出（如在中继 - 窃听者信道中）也会忽略它。无意识协作主要有两种策略。

2. 无意识协作策略

2.1 发送部分虚拟码字

辅助方发送发送方为保证保密性所需的部分虚拟码字。这些虚拟码字源于Wyner将多个码字与单个消息关联的思想。由于发送这些虚拟码字会降低发送方的速率，若辅助方承担发送这些虚拟码字的责任，发送方的保密速率可能会提高。其改善程度取决于辅助方 - 接收方链路和辅助方 - 窃听者链路的相对强度。若前者更强，发送方的保密速率可得到改善；反之，若后者更强，窃听者能解码这些虚拟码字，辅助方则无法提高发送方的保密速率。

2.2 攻击窃听者

当辅助方 - 窃听者链路更强时，辅助方可以更明确地攻击窃听者。但由于无线通信的广播特性，这种攻击也会影响主接收方。辅助方的期望是，尽管同时攻击了窃听者和主接收方，但对窃听者的损