[發(fā)明專利]基于信譽(yù)系統(tǒng)和Stackelberg博弈的可信P2P流媒體帶寬定價方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611025661.5
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106846031A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸坤;王世宇;李明楚;郭成
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q30/02
• 分類號: G06Q30/02;H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司21212
• 代理人: 閻昱辰,李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種P2P流媒體帶寬定價方法，尤其涉及一種基于信譽(yù)系統(tǒng)和Stackelberg博弈的可信P2P流媒體帶寬定價方法。涉及專利分類號H04電通信技術(shù)H04L數(shù)字信息的傳輸，例如電報通信H04L29/00H04L 1/00至H04L 27/00單個組中不包含的裝置、設(shè)備、電路和系統(tǒng)H04L29/02通信控制；通信處理H04L29/06以協(xié)議為特征的H04L29/08傳輸控制規(guī)程，例如數(shù)據(jù)鏈級控制規(guī)程。

背景技術(shù)

P2P通信技術(shù)因其良好的擴(kuò)展性和靈活性，被廣泛應(yīng)用于文件共享，流媒體等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中。P2P系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行依賴于節(jié)點(diǎn)之間的合作。然而，P2P系統(tǒng)的基本準(zhǔn)則是“尊重網(wǎng)絡(luò)中理性個體的選擇”^[1]，因此理性的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在無法獲得長期的利益時，并不愿意將資源貢獻(xiàn)給其他個體，這就出現(xiàn)了嚴(yán)重的“搭便車”問題，這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響了P2P系統(tǒng)的性能。

激勵機(jī)制是解決“搭便車”問題的重要手段。Haddi等人總結(jié)了許多激勵機(jī)制。在這些機(jī)制中，基于積分的激勵機(jī)制是最常用的一種。通常來說，在P2P流媒體中的積分機(jī)制中，節(jié)點(diǎn)通過共享帶寬資源獲取積分，付出積分來獲取帶寬資源。在這里，如何設(shè)定帶寬的價格是一個關(guān)鍵的問題，不合理的價格會導(dǎo)致系統(tǒng)中的通貨膨脹與緊縮現(xiàn)象。Kang等人首先提出了一種基于Stackelberg博弈的激勵機(jī)制來獲取最優(yōu)的帶寬價格和購買的帶寬數(shù)。然而，這個模型并沒有考慮節(jié)點(diǎn)的異質(zhì)性，每個節(jié)點(diǎn)都要付出同樣的單價，也就是說，無論節(jié)點(diǎn)之前是否積極共享過資源，都可以以同樣的價格獲取資源。這對于經(jīng)常提供優(yōu)質(zhì)帶寬服務(wù)的節(jié)點(diǎn)來說是不公平的。除此之外，由于P2P系統(tǒng)的開放性，系統(tǒng)常常會受到一些惡意攻擊，特別是數(shù)據(jù)污染攻擊。惡意節(jié)點(diǎn)借助分享帶寬的機(jī)會，在網(wǎng)絡(luò)中傳播惡意數(shù)據(jù)塊。因此，一個公平安全的定價策略是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制的一種基于信譽(yù)系統(tǒng)和Stackelberg博弈的可信P2P流媒體帶寬定價方法，具有如下步驟：

—定義系統(tǒng)內(nèi)部每一個節(jié)點(diǎn)可同時作為帶寬提供者的服務(wù)器和服務(wù)的請求 者；初始化定義所述節(jié)點(diǎn)擁有的積分/虛擬貨幣數(shù)c_i、最大下載帶寬d_i以及最大上傳帶寬u_i和為每個請求者分配的單位價格；

—使用Stackelberg博弈描述交易過程，定義博弈的先動方為服務(wù)節(jié)點(diǎn)，確定價格；博弈的后動方為請求服務(wù)節(jié)點(diǎn)，確定需求帶寬；

假設(shè)一個服務(wù)節(jié)點(diǎn)k為|S(k)|個節(jié)點(diǎn)(S(k)為服務(wù)的節(jié)點(diǎn)集合)服務(wù)，假設(shè)對每個個體的定價用向量表示為：

其中，為個體k的最優(yōu)價格向量，為個體k對個體i的最優(yōu)單位價格；

每個請求節(jié)點(diǎn)根據(jù)價格請求的帶寬用向量表示為

其中，為請求者帶寬請求向量，x_i為個體i請求的帶寬數(shù)；

—對每個個體的定價為：

t_ki為個體i對個體j的信譽(yù)值；

對每個請求者的策略

其中S_i為個體i的滿意度，如果在一次交易中，個體i能夠獲得的帶寬越接近最大帶寬d_i那么個體i對這次交易就越滿意；個體c_iS_i表示在一次交易中個體愿意付出的最大積分。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的節(jié)點(diǎn)i對節(jié)點(diǎn)j的信譽(yù)值t_ij；

t_ij=(1-γ)D_ij(t)+γI_ij(t)

其中，D_ij(t)個體i對個體j的直接信任值，l_ij(t)個體i對個體j的間接信任值；γ為調(diào)節(jié)直接信任和間接信任的權(quán)重；

直接信任值得計(jì)算如下式所示，提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)塊和總服務(wù)數(shù) 的比值；

當(dāng)二者之間沒有交互時，將直接信任值置為0.5；

間接信任體現(xiàn)的是網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)對該節(jié)點(diǎn)的看法，通過詢問和兩個節(jié)點(diǎn)都有過交互的第三方節(jié)點(diǎn)得到，具體計(jì)算方式如下式所示。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，給定一個帶寬定價μ_ki，個體i購買帶寬的最優(yōu)數(shù)量由下式給出。