通过渠道进行识别的编码：面向通信领域从业者的教程

《IEEE Communications Surveys & Tutorials》：Codes for Identification via Channels: Tutorial for Communications Generalists

信道身份验证通过专用编码实现高效信息确认，其核心是无噪声ID码结合纠错码与通用哈希函数，确保低冲突概率，应用于数据完整性验证与数字孪生状态一致性检测。

　　

摘要：

通过信道进行识别（ID）是一种通信问题，其中接收方试图判断接收到的消息是否与之前选定的消息相匹配。在识别过程中，接收方试图回答“这是我的消息吗？”这个是非问题；而在消息传输过程中，接收方试图回答“这是什么消息？”这个问题，这个问题有很多可能的答案。信息和编码理论表明，对于识别任务，使用专门的编码方法可以比完全传输消息提高指数级的效率。本教程为对这一具有发展潜力的主题感兴趣的通信领域从业者介绍了通过信道进行识别的方法及其相关编码。具体来说，接收方可以从接收到的带有噪声的ID码字中可靠地识别出原始消息。带有噪声的ID码字可以通过将用于减轻信道失真的线性分组码与用于高效编码消息的无噪声ID码字连接起来来构建。无噪声ID码可以实现为标记码或恒重码，这两种编码方式都由于其底层线性码（如Reed-Solomon码、Reed-Muller码或随机线性码）的距离特性而保证了较低的碰撞概率。我们重新探讨并解释了无噪声ID码与通用哈希函数之间的密切关系。ID是一个普遍存在的通信问题，适用于所有需要确定两段数据是否完全相同的场景。具体的非加密应用案例包括验证数据完整性和数字孪生体的状态一致性。虽然现有的关于ID的综合性教程主要面向信息理论领域的读者，但我们提供了第一本面向没有信息理论背景的广大读者的全面ID教程，通过从基本原理出发，并结合大量示例进行讲解...

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引言

通过信道进行识别（ID via channels）是一种通信问题，涉及两个通过信道进行通信的方来判断他们各自的消息是否相等[1]。假设发送方为Alice，接收方为Bob。Alice和Bob分别从自己的消息源中选择一条消息，如图1所示。Alice可以通过信道向Bob发送一个码字，Bob根据收到的码字来判断两条消息是否相同。换句话说，Bob对两条消息的相等性进行估计，即判断 是否相等。最后，Bob将这个判断结果传递给接收端，从而完成通信任务。图1.

通过信道进行识别的示意图。接收方判断发送方和接收方的消息是否相等。

一、引言

通过信道进行识别（ID via channels）是一种通信问题，其中两个通信方通过信道传递信息以判断他们的消息是否相同[1]。假设发送方为Alice，接收方为Bob。Alice和Bob各自从自己的消息源中选择一条消息，如图1所示。Alice可以通过信道向Bob发送一个码字，Bob根据这个码字来判断两条消息是否相同。换句话说，Bob对两条消息的相等性进行估计，即判断 是否相等。最后，Bob将判断结果传递给接收端，从而完成通信任务。图1.

通过信道进行识别的示意图。接收方判断发送方和接收方的消息是否相等。