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Intelligent Reflecting Surface (IRS)-Enabled Covert Communications in Wireless Networks
arXiv - CS - Networking and Internet Architecture Pub Date : 2019-11-03 , DOI: arxiv-1911.00986 Xiao Lu, Ekram Hossain, Tania Shafique, Shaohan Feng, Hai Jiang, and Dusit Niyato
arXiv - CS - Networking and Internet Architecture Pub Date : 2019-11-03 , DOI: arxiv-1911.00986 Xiao Lu, Ekram Hossain, Tania Shafique, Shaohan Feng, Hai Jiang, and Dusit Niyato
With growing security threats to the evolving wireless systems, protecting
user privacy becomes progressively challenging. Even if the transmitted
information is encrypted and the potential wiretap channel is physically
limited (e.g. through information-theoretic security approaches), the raw data
itself, such as transmitter position and transmission pattern, could expose
confidential information. In this context, covert communication that intends to
hide the existence of transmission from an observant adversary by exploiting
the physical characteristics of the wireless medium has been actively
investigated. However, existing covertness techniques ineluctably consume
additional resources such as bandwidth and energy, which burdens system
deployment. In view of this concern, we propose an intelligent reflecting
surface (IRS)-based approach to enhance communication covertness. The core idea
is making use of a smartly controlled metasurface to reshape undesirable
propagation conditions which could divulge secret messages. To facilitate the
understanding of the proposed idea, we first provide an overview of the
state-of-the-art covert communication techniques. Then, we introduce the
fundamentals of IRS and elaborate on how an IRS can be integrated to benefit
communication covertness. We also demonstrate a case study of the joint
configuration of the IRS and the legitimate transmitter, which is of pivotal
importance in designing an IRS-enhanced covert communication system. Finally,
we shed light on some open research directions.
中文翻译:
无线网络中启用智能反射面 (IRS) 的隐蔽通信
随着不断发展的无线系统面临的安全威胁越来越大,保护用户隐私变得越来越具有挑战性。即使传输的信息被加密并且潜在的窃听通道在物理上受到限制(例如通过信息论安全方法),原始数据本身,例如发射器位置和传输模式,也可能暴露机密信息。在这种情况下,旨在通过利用无线介质的物理特性来向观察者隐瞒传输存在的隐蔽通信已被积极研究。然而,现有的隐蔽技术不可避免地消耗了额外的资源,例如带宽和能量,这给系统部署带来了负担。鉴于这种担忧,我们提出了一种基于智能反射面 (IRS) 的方法来增强通信隐蔽性。核心思想是利用智能控制的超表面来重塑可能泄露秘密信息的不良传播条件。为了便于理解所提出的想法,我们首先概述了最先进的隐蔽通信技术。然后,我们介绍了 IRS 的基础知识,并详细说明了如何集成 IRS 以有利于通信隐蔽性。我们还展示了 IRS 和合法发射机联合配置的案例研究,这对于设计 IRS 增强型隐蔽通信系统至关重要。最后,我们阐明了一些开放的研究方向。核心思想是利用智能控制的超表面来重塑可能泄露秘密信息的不良传播条件。为了便于理解所提出的想法,我们首先概述了最先进的隐蔽通信技术。然后,我们介绍了 IRS 的基础知识,并详细说明了如何集成 IRS 以有利于通信隐蔽性。我们还展示了 IRS 和合法发射机联合配置的案例研究,这对于设计 IRS 增强型隐蔽通信系统至关重要。最后,我们阐明了一些开放的研究方向。核心思想是利用智能控制的超表面来重塑可能泄露秘密信息的不良传播条件。为了便于理解所提出的想法,我们首先概述了最先进的隐蔽通信技术。然后,我们介绍了 IRS 的基础知识,并详细说明了如何集成 IRS 以有利于通信隐蔽性。我们还展示了 IRS 和合法发射机联合配置的案例研究,这对于设计 IRS 增强型隐蔽通信系统至关重要。最后,我们阐明了一些开放的研究方向。我们首先概述了最先进的隐蔽通信技术。然后,我们介绍了 IRS 的基础知识,并详细说明了如何集成 IRS 以有利于通信隐蔽性。我们还展示了 IRS 和合法发射机联合配置的案例研究,这对于设计 IRS 增强型隐蔽通信系统至关重要。最后,我们阐明了一些开放的研究方向。我们首先概述了最先进的隐蔽通信技术。然后,我们介绍了 IRS 的基础知识,并详细说明了如何集成 IRS 以有利于通信隐蔽性。我们还展示了 IRS 和合法发射机联合配置的案例研究,这对于设计 IRS 增强型隐蔽通信系统至关重要。最后,我们阐明了一些开放的研究方向。
更新日期:2020-04-06
中文翻译:
无线网络中启用智能反射面 (IRS) 的隐蔽通信
随着不断发展的无线系统面临的安全威胁越来越大,保护用户隐私变得越来越具有挑战性。即使传输的信息被加密并且潜在的窃听通道在物理上受到限制(例如通过信息论安全方法),原始数据本身,例如发射器位置和传输模式,也可能暴露机密信息。在这种情况下,旨在通过利用无线介质的物理特性来向观察者隐瞒传输存在的隐蔽通信已被积极研究。然而,现有的隐蔽技术不可避免地消耗了额外的资源,例如带宽和能量,这给系统部署带来了负担。鉴于这种担忧,我们提出了一种基于智能反射面 (IRS) 的方法来增强通信隐蔽性。核心思想是利用智能控制的超表面来重塑可能泄露秘密信息的不良传播条件。为了便于理解所提出的想法,我们首先概述了最先进的隐蔽通信技术。然后,我们介绍了 IRS 的基础知识,并详细说明了如何集成 IRS 以有利于通信隐蔽性。我们还展示了 IRS 和合法发射机联合配置的案例研究,这对于设计 IRS 增强型隐蔽通信系统至关重要。最后,我们阐明了一些开放的研究方向。核心思想是利用智能控制的超表面来重塑可能泄露秘密信息的不良传播条件。为了便于理解所提出的想法,我们首先概述了最先进的隐蔽通信技术。然后,我们介绍了 IRS 的基础知识,并详细说明了如何集成 IRS 以有利于通信隐蔽性。我们还展示了 IRS 和合法发射机联合配置的案例研究,这对于设计 IRS 增强型隐蔽通信系统至关重要。最后,我们阐明了一些开放的研究方向。核心思想是利用智能控制的超表面来重塑可能泄露秘密信息的不良传播条件。为了便于理解所提出的想法,我们首先概述了最先进的隐蔽通信技术。然后,我们介绍了 IRS 的基础知识,并详细说明了如何集成 IRS 以有利于通信隐蔽性。我们还展示了 IRS 和合法发射机联合配置的案例研究,这对于设计 IRS 增强型隐蔽通信系统至关重要。最后,我们阐明了一些开放的研究方向。我们首先概述了最先进的隐蔽通信技术。然后,我们介绍了 IRS 的基础知识,并详细说明了如何集成 IRS 以有利于通信隐蔽性。我们还展示了 IRS 和合法发射机联合配置的案例研究,这对于设计 IRS 增强型隐蔽通信系统至关重要。最后,我们阐明了一些开放的研究方向。我们首先概述了最先进的隐蔽通信技术。然后,我们介绍了 IRS 的基础知识,并详细说明了如何集成 IRS 以有利于通信隐蔽性。我们还展示了 IRS 和合法发射机联合配置的案例研究,这对于设计 IRS 增强型隐蔽通信系统至关重要。最后,我们阐明了一些开放的研究方向。