[發(fā)明專利]基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910219920.5
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN109831343B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盛津芳;沈玉鵬;王斌;何凌波;周潔
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 長沙朕揚(yáng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

1.一種基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

將對等網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點每次同意提供資源或拒絕提供資源的策略記錄到對應(yīng)節(jié)點的記憶區(qū)，作為所述節(jié)點的過往策略；

所述節(jié)點在共享資源或請求資源時，將本節(jié)點的過往策略同本節(jié)點的鄰居節(jié)點的過往策略的對應(yīng)位置進(jìn)行比較，偏向于選擇和本節(jié)點的過往策略的相似度符合偏向選擇策略的鄰居節(jié)點作為博弈對象，共享資源或請求資源；

偏向于選擇和本節(jié)點的過往策略的相似度符合偏向選擇策略的鄰居節(jié)點作為博弈對象，包括：計算本節(jié)點的過往策略與本節(jié)點的鄰居節(jié)點的過往策略的相似度；根據(jù)偏向選擇策略選擇鄰居節(jié)點進(jìn)行資源共享博弈，當(dāng)前博弈節(jié)點i選擇鄰居節(jié)點j作為本次資源共享博弈的概率由下式確定：

其中，上式分母表示節(jié)點i的所有鄰居的過往策略相似度占概率公式中的份額的總和；e^α*S(j)表示鄰居節(jié)點j在概率公式中所占的份額；k表示依次取值為節(jié)點i的每個鄰居；S(k)表示節(jié)點i與鄰居節(jié)點k之間的過往策略相似度；S(j)表示節(jié)點i與鄰居節(jié)點j之間的過往策略相似度；Ω表示節(jié)點i的鄰居集合；α表示節(jié)點偏向選擇概率與策略相似度的相關(guān)性；當(dāng)α0時，節(jié)點偏向于選擇與自己過往策略相似度較大的鄰居作為博弈對象；當(dāng)α＜0時，節(jié)點偏向于選擇與自己過往策略相似度較小的鄰居作為博弈對象；當(dāng)α＝0時，節(jié)點隨機(jī)選擇鄰居節(jié)點作為博弈對象。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)方法，其特征在于，所述方法還包括：

所述節(jié)點與被選擇的鄰居節(jié)點根據(jù)弱囚徒困境收益矩陣分別計算自己的收益；

根據(jù)所述收益，按照Fermi方程確定是否將本節(jié)點的策略替換成被選擇的鄰居節(jié)點的策略來優(yōu)化本節(jié)點的收益；

節(jié)點將當(dāng)前自身的策略存儲到自己的記憶區(qū)中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)方法，其特征在于，所述過往策略的相似度通過如下公式計算：

其中，M表示記憶區(qū)長度，當(dāng)M＝0時表示節(jié)點沒有記憶能力，此時節(jié)點隨機(jī)選擇鄰居進(jìn)行博弈；在節(jié)點i與鄰居節(jié)點j的記憶區(qū)中，如果兩節(jié)點的過往策略的對應(yīng)位置相同，則△_n(m)＝1，否則為0；n表示從1到M之間所有的取值。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)方法，其特征在于，所述Fermi方程確定節(jié)點i將自己的策略替換為鄰居節(jié)點j的策略的概率：

其中，p_i和p_j分別表示節(jié)點i和鄰居節(jié)點j的總收益，K表示由于博弈個體非理性選擇策略而產(chǎn)生的噪聲。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)方法，其特征在于，所述K取值為0.1。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)方法，其特征在于，所述節(jié)點與被選擇的鄰居節(jié)點根據(jù)弱囚徒困境收益矩陣分別計算自己的收益時：兩個節(jié)點可以選擇合作策略C或背叛策略D；如果兩節(jié)點都選擇合作，則兩節(jié)點都將獲得收益R；如果兩節(jié)點都選擇背叛，則兩個節(jié)點都將獲得收益P；如果一個節(jié)點選擇合作而另一個節(jié)點選擇背叛，則選擇合作的節(jié)點將獲得收益S而選擇背叛的節(jié)點將獲得收益T；參數(shù)值滿足TRP＝S和2RT+S；所述弱囚徒困境收益矩陣為：

其中，參數(shù)選擇R＝1，P＝S＝0，T＝b，b為背叛誘惑，b值越大表示節(jié)點在資源共享過程中背叛的誘惑越大。

7.一種基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)方法，其特征在于，在具有周期性邊界條件的二維方格網(wǎng)絡(luò)上，使用蒙特卡羅仿真對權(quán)利要求1至6中任一項所述的基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)方法進(jìn)行仿真，用合作者數(shù)量與所述二維方格網(wǎng)絡(luò)中所有博弈個體數(shù)量的比例來表示合作水平Fc，以所述合作水平Fc的最大值為目標(biāo)，調(diào)整所述基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)方法中的參數(shù)，所述參數(shù)包括M和α，所述M為記憶區(qū)長度，α表示節(jié)點偏向選擇概率與策略相似度的相關(guān)性。

8.一種基于過往策略的對等網(wǎng)絡(luò)合作促進(jìn)系統(tǒng)，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)上述權(quán)利要求1至7中任一所述方法的步驟。