Contributions théoriques sur les communications furtives

Information theoretic contributions to covert communications

• Auteur / Autrice : David Kibloff
• Direction : Guillaume Villemaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 17/09/2019
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CITI - Centre d'Innovation en Télécommunications et Intégration de services (Lyon, INSA) - CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services / CITI
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Modèle et algorithmes pour des systèmes de communication fiables
• Jury : Président / Présidente : Inbar Fijalkow
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Villemaud, Inbar Fijalkow, Albert Guillén i Fàbregas, Aline Roumy, Laurent Clavier, Jean-Marie Gorce, Samir Perlaza, Ligong Wang
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Albert Guillén i Fàbregas, Aline Roumy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transcodage

Systèmes de communication sans fil

Radiocommunications mobiles

Mots clés libres

Télécommunications

Communication furtive

Communication sans fil

Réseaux sans fils

Information furtive

Détection communication

Transmission information

Sécurité

Communication sécurisée

Codage de l'information

Codage de l'information

Telecommunications

Covert communication

Wireless communication

Wireless Network

Convert information

Communication detection

Information encoding

Security

Secure communication

Information encoding

Résumé

L'étude des communications furtives, aussi connues sous le nom de communications avec faible probabilité de détection, a connu un regain d'intérêt dans la communauté Théorie de l'Information dans les années passées. Depuis que Bash et al. ont montré en 2012 que les communications point-à-point sous contrainte de furtivité obéissent à une loi en racine carrée, le nombre de contributions dans ce domaine n'a cessé de croître. Dans cette thèse, deux nouveaux problèmes de communications furtives sont présentés. Premièrement, les communications furtives sur les liens point-à-point sont étudiées quand l'adversaire observe uniquement une fraction des sorties de canal pour essayer de détecter la communication. Une borne de faisabilité pour une longueur finie de blocs est obtenue pour ce problème. Deuxièmement, le problème d'introduction d'information furtive dans un code de broadcast existant est présenté. Etant donné un code de broadcast pour transmettre de l'information à deux récepteurs, le but de cette étude est de déterminer le nombre maximum de bits d'information qui peuvent être envoyés de manière fiable à l'un des récepteurs tout en étant furtifs pour l'autre récepteur. Pour ce problème, une borne de faisabilité et une borne d'impossibilité sont obtenues dans le régime asymptotique pour une classe particulière de canaux, i.e., les canaux symétriques. Ces deux bornes caractérisent le nombre maximal de bits d'information qui peuvent être introduits de manière furtive dans le code de broadcast donné pour des canaux symétriques.

The problem of covert communications, also known as communications with low-probability of detection has gained interest in the information theory community in the last years. Since Bash et al. showed in 2012 that the square-root law applied in the point-to-point case for such communications systems, the number of contributions on the topic did not cease to grow. In this thesis, two new problems of covert communications are introduced. First, the problem of covert communications over a point-to-point link where a warden observes only a fraction of channel outputs in order to try to detect the communications is studied. An achievability bound in the finite block-length regime is derived for this problem. Second, the problem of embedding covert information into a given broadcast code is introduced. Given a broadcast code to transmit a common message to two receivers, the goal is to determine the maximum number of information bits that can be reliably sent to one receiver while remaining covert with respect to the other receiver. For this problem, both an achievability and converse bound in the asymptotic block-length regime are derived for a particular class of channels, i.e., symmetric channels. Together these bounds characterize the maximum number of information bits that can be covertly embedded in a given broadcast code for symmetric channels.