[發明專利]一種具有隱私保護特性的動態頻譜分配方法

在審

• 申請號: 201811457875.9
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109362076A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 王騫;陳艷姣;黃晶;田歆
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04W12/04;H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 齊晨涵;姜學德

本發明涉及一種具有隱私保護特性的動態頻譜分配方法，設計模塊化的用戶隱私保護機制，通過采用密碼學工具和安全多方計算，能夠提供用戶全方位的隱私保護，包括地理位置，出價值，對頻譜的需求量等。解決頻譜拍賣過程中用戶隱私信息泄露的問題。整個過程中，確保建立了安全拍賣協議的步驟，不會有任何隱私泄漏，同時確保在引入隱私保護機制后，頻譜拍賣模型保持原有的經濟學特性，維護頻譜市場的公平性。

技術領域

本發明屬于網絡安全領域，涉及一種具有隱私保護特性的動態頻譜分配方法。

技術背景

隨著無線通訊產業的快速發展，頻譜這種通訊資源逐漸變得稀缺。傳統的靜態頻譜分配的方案將頻譜長時間地分配給固定用戶，例如廣播電視服務商或者移動運營商等使用者。但是在實際情況中，頻譜的現任所屬人在大多數時間并沒有使用分配的頻譜資源進行數據傳輸，所擁有的頻譜資源長期處于閑置狀態，沒有得到有效利用。對比之下，存在著大量的需要頻譜服務的無線網絡用戶，例如依靠共享頻譜運營的無牌照的無線傳輸業務(如Wi-Fi)。為了提高頻譜資源的利用率，減少頻譜稀缺帶來的問題。研究者提出，通過頻譜拍賣的方式，將頻譜資源動態分配，確保公平性的同時提高分配的效率。在傳統的頻譜拍賣中，一般委托可信的第三方擔任拍賣商，用戶(包括賣家和買家)將參與拍賣的信息，如賣家的要價、買家的出價地理位置及頻譜需求量，提交給拍賣商，拍賣商運行特定的頻譜拍賣機制，決定拍賣的結果。

在設計頻譜拍賣機制的過程中，需要考慮到頻譜的可復用性和拍賣的真實性。頻譜的可復用性是指，多個用戶只要他們兩兩之間互不干擾，他們可以用同一頻譜信道傳輸數據，從而提高頻譜資源的利用率。拍賣的真實性是一種經濟學特性，是指在頻譜拍賣的過程中，賣家和買家的出價和要價應該能夠反映其使用頻譜所能獲得的真實價值。從而防止用戶對價格的惡意操控，最終實現社會福利的最優化，拍賣的真實性可以通過設計合理的拍賣機制實現。除此之外，現有的頻譜拍賣方案大多關注同質頻譜拍賣，而現實生活中，賣家提供的頻譜往往是異構的，擁有不同的干擾域，用戶對不同的頻譜往往有不同的偏好和出價值，所以設計異構頻譜的拍賣方案有很強的實際應用價值。

為了保證頻譜拍賣過程中的真實性、可復用性、異構性，競標者需要將其對不同頻譜的真實估值作為出價值、用戶的地理位置實現頻譜的復用并傳送給拍賣方。而這些信息屬于用戶的私人隱私信息，比如用戶的出價值能夠反映投標人的經濟情況和獲得頻譜的利潤，用戶的地理位置會泄露用戶的商業模式和無線服務提供商。總之，這些敏感信息一旦泄露，會給知情的實體提供信息優勢，給被泄露者帶來經濟損失。所以，設計一套能夠保護用戶全方位隱私信息的頻譜拍賣系統勢在必行。

發明內容

本發明的目的是克服現有的方案對用戶隱私信息保護的不足，提供一種具有隱私保護特性的動態頻譜分配方法。

為了實現上述目的，本發明所設計的具有隱私保護特性的動態頻譜分配方法，其特征在于：

S1代理方生成并公布加密密匙，并將公匙公開；

S2賣家買家分別將拍賣信息通過代理方的公匙加密并傳遞給拍賣方；

S3拍賣方根據加密后位置信息，對相同頻譜需求的買家進行頻譜傳輸干擾分析，將不產生頻譜干擾的買家分到相同的組，得到買家分組；

S4以組為單位求出買家分組的最小出價值；

S5將匹配成功的買家分組根據出價值由大到小進行排序，然后將匹配成功的賣家的出價值由小到大進行排序，然后找到相應的最大的K值，使得第K大的買家分組的出價值大于等于第K小的賣家的要價值，然后將前K-1組出價值最大的買家分組加入備選項G_c和將前K-1組出價值最小的賣家加入備選項S_c中；

S6將備選項G_c和備選項S_c中能匹配的買家和賣家加入贏家集合S_w中；