In this paper we consider the variable-length lossless source coding for discrete memoryless sources. We proposes a new encryption framework for securely transmitting codewords over a noiseless channel. The proposed source encryption framework is based on the secure communication framework of the Shannon cipher system. In the proposed framework, we use the mutual information as a measure of information leakage to an adversary. We establish the necessary and sufficient condition for secure communication under the condition that the information leakage is upper bounded by a constant $δ\in (0,\infty)$, thereby providing a complete solution to the problem. We also show that the obtained necessary and sufficient condition does not depend on the constant $δ\in (0,\infty)$, demonstrating that we have the strong converse coding theorem for the proposed framework of source encryption. We further prove the existence of encryption/decryption schemes, which are universal in the sense that they work effectively for any distributions of the plain text and those of the key used for the encryption.


翻译:本文研究离散无记忆信源的变长无损信源编码问题。我们提出了一种新加密框架,用于在无噪声信道上安全传输码字。该信源加密框架基于Shannon密码系统的安全通信框架。在所提框架中,我们采用互信息作为衡量敌手信息泄露的准则。在信息泄露被常数$δ\in (0,\infty)$约束的条件下,我们建立了安全通信的充要条件,从而为该问题提供了完整解答。我们还证明,所获充要条件不依赖于常数$δ\in (0,\infty)$,这表明所提信源加密框架具有强逆编码定理。我们进一步证明了加密/解密方案的存在性,这些方案具有通用性——即无论明文分布和加密密钥分布如何,均能有效工作。

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