[發明專利]一種基于匹配和差分隱私保護的頻譜雙邊拍賣方法

有效

• 申請號: 201811272404.0
• 申請日: 2018-12-22
• 公開（公告）號: CN109348482B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 胡峰;陳兵;鄧海
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04L9/08;H04L9/06;H04W72/04
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 仲崇明

本發明公開了一種基于匹配和差分隱私保護的頻譜雙邊拍賣方法，基于差分隱私保護，在參與頻譜拍賣的賣家和買家上傳的投標價格中加入符合幾何分布的噪聲，從而保護投標價格的隱私性，根據拍賣中間商獲取的加入噪聲的投標價格，采用匹配的方法來確定拍賣獲勝的賣家和買家，并且將拍賣獲勝的賣家所擁有的頻譜分配給獲勝的買家。本發明的優勢在于：差分隱私保護較已有的加密算法，能更簡單有效的保護拍賣買家和賣家的隱私信息，并且降低算法的復雜度，提高整個拍賣過程的效率，具有實際可行性；相比現有的頻譜拍賣算法，差分有隱私保護能夠在保護賣家和買家投標信息的隱私的前提下，高效地完成頻譜雙邊拍賣。

技術領域

本發明屬于網絡通信領域，具體地說是提出了一種基于匹配和差分隱私保護的頻譜雙邊拍賣方法，用以保護拍賣參與者的投標信息的隱私。

背景技術

雙邊拍賣方法廣泛用于當前的頻譜交易，而在現有的雙邊拍賣設計中，通常將需求相同頻譜的買家進行分組，并形成一個超級買家，然后每個超級買家進行出價。因此，雙邊拍賣被轉變為多個單一賣家-超級買家的拍賣過程。這可能導致拍賣不真實，因為買家可以操縱他們的出價以減少他們在超級買家出價中的份額，同時該超級買家也贏得拍賣。另一方面，現有的頻譜拍賣方法要求每個參與者上傳其真實投標價格，而一旦上傳了參與者的真實投標價格，其他參與者可以根據拍賣結果推斷出參與者的估值。然而，大多數現有的頻譜拍賣機制不考慮隱私保護拍賣或僅僅關注單邊拍賣中的投標隱私。然而，很少研究如何設計隱私保護雙邊拍賣方法。以前，加密是設計隱私保護方法的主要工具，但它經常會產生很高的計算和通信開銷，并且加密機制的性能可能會受到很大影響。

差分隱私是當今隱私保護領域的研究熱點。差分隱私保護的概念，旨在提供有關數據庫的極其準確的信息，同時確保非常高的隱私水平。直觀地，差分隱私使得可以從私人統計數據庫收集和共享聚合信息，同時保持個人用戶的數據完全私密。因此，當利用差分隱私時，幾乎沒有人能夠對參與者的出價做出準確的推斷，同時防止一些外部觀察者或攻擊者學習參與者的特定信息。所有，設計基于匹配和差分隱私保護的頻譜雙邊拍賣方法有利于提高頻譜分配的效率與真實性，并且保護參與者的投標信息的隱私。

發明內容

本發明針對大多數現有的頻譜拍賣機制不考慮隱私保護拍賣或僅僅關注單邊拍賣中的投標隱私的問題，提出了一種基于匹配和差分隱私保護的頻譜雙邊拍賣方法。

本發明的技術方案是：

一種基于匹配和差分隱私保護的頻譜雙邊拍賣方法，該方法包括以下步驟：

S1：買家和賣家分別對頻譜進行出價，然后在投標價格中加入符合幾何分布的噪聲，再將有噪聲的投標價格上傳至拍賣中間商；

S2：拍賣中間商收到買家和賣家上傳的投標價格后，先對投標價格進行解密，然后確定拍賣的清算價格，最后確定獲勝的買家和賣家；

S3：拍賣中間商根據獲勝的買家之間構成的沖突圖和偏好，將獲勝的賣家所擁有的頻譜分配給獲勝的買家。

進一步地，一種基于匹配和差分隱私保護的頻譜雙邊拍賣方法，所述的步驟S1具體為：

S101：每個賣家增加一個符合幾何Geom(α)分布的噪聲其中i＝1，2，3，...m，m表示賣家的個數。表示賣家s_i的投標價格加入噪聲之后的投標價格，每個買家增加一個符合幾何Geom(α)分布的噪聲其中j＝1，2，3，...n，n表示買家的個數。表示買家r_j的投標價格加入噪聲之后的投標價格，