一种基于匹配和差分隐私保护的频谱双边拍卖方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109348482A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811272404.0(22)申请日2018.12.22(71)申请人南京航空航天大学地址211106江苏省南京市江宁区将军大道29号(72)发明人胡峰陈兵邓海(51)Int.Cl.H04W16/14(2009.01)H04L9/08(2006.01)H04L9/06(2006.01)H04W72/04(2009.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种基于匹配和差分隐私保护的频谱双边拍卖方法(57)摘要本发明公开了一种基于匹配和差分隐私保护的频谱双边拍卖方法，基于差分隐私保护，在参与频谱拍卖的卖家和买家上传的投标价格中加入符合几何分布的噪声，从而保护投标价格的隐私性，根据拍卖中间商获取的加入噪声的投标价格，采用匹配的方法来确定拍卖获胜的卖家和买家，并且将拍卖获胜的卖家所拥有的频谱分配给获胜的买家。本发明的优势在于：差分隐私保护较已有的加密算法，能更简单有效的保护拍卖买家和卖家的隐私信息，并且降低算法的复杂度，提高整个拍卖过程的效率，具有实际可行性；相比现有的频谱拍卖算法，差分有隐私保护能够在保护卖家和买家投标信息的隐私的前提下，高效地完成频谱双边拍卖。CN109348482ACN109348482A权利要求书1/2页1.一种基于匹配和差分隐私保护的频谱双边拍卖方法，其特征在于该方法包括以下步骤：S1：买家和卖家分别对频谱进行出价，然后在投标价格中加入符合几何分布的噪声，再将有噪声的投标价格上传至拍卖中间商；S2：拍卖中间商收到买家和卖家上传的投标价格后，先对投标价格进行解密，然后确定拍卖的清算价格，最后确定获胜的买家和卖家；S3：拍卖中间商根据获胜的买家之间构成的冲突图和偏好，将获胜的卖家所拥有的频谱分配给获胜的买家。2.根据权利要求1所述的一种基于匹配和差分隐私保护的频谱双边拍卖方法，其特征在于，所述的步骤S1具体为：S101：每个卖家增加一个符合几何分布Geom(α)的噪声其中i＝1，2，3，...m，m表示卖家的个数。表示卖家si的投标价格加入噪声之后的投标价格，每个买家增加一个符合几何分布Geom(α)的噪声其中j＝1，2，3，...n，n表示买家的个数。表示买家rj的投标价格加入噪声之后的投标价格，S102：拍卖中间商选取随机参数g和m+1个随机密钥sk0，sk1，...，skm，并且sk0＝-(sk1+sk2+…+skm)；每个卖家获得密钥ski，拍卖中间商获得密钥sk0；卖家si使用密钥ski将加入噪声的投标价格进行加密，加密公式为：其中H(·)表示哈希函数，拍卖中间商再选取n+1个随机密钥sl0，sl1，...，sln，并且sl0＝-(sl1+sl2+…+sln)；每个买家获得密钥slj，拍卖中间商获得密钥sj0；买家rj使用密钥slj将加入噪声的投标价格进行加密，加密公式为：S103：每个卖家si和买家rj将加密之后的有噪声的投标价格上传至拍卖中间商。3.根据权利要求1所述的一种基于匹配和差分隐私保护的频谱双边拍卖方法，其特征在于，所述的步骤S2具体为：S201：拍卖中间商使用密钥sk0将所有卖家上传的加密之后的有噪声的投标价格的总和进行解密，解密公式为：由于并且ski的总和为0，所以解密公式变为：S202：拍卖中间商通过下述公式获得卖家的投标价格总和；S203：拍卖中间商使用密钥sl0将所有买家上传的加密之后的有噪声的投标价格的总和2CN109348482A权利要求书2/2页进行解密，解密公式为：由于并且slj的总和为0，所以解密公式变为：S204：拍卖中间商通过下述公式获得买家的投标价格；S205：拍卖中间商解密所有卖家和买家的投标价格后，根据投标价格的大小，对所有卖家进行升序排列；然后对所有买家进行降序排列；S206：拍卖中间商采用下述公式确定拍卖的清算价格；4.根据权利要求1所述的一种基于匹配和差分隐私保护的频谱双边拍卖方法，其特征在于，所述的步骤S3具体为：S301：针对每个获胜的卖家si，所有的获胜买家构成一个冲突关系图在冲突关系图中，每个顶点表示买家rj，两个顶点之间的连线表示这两个买家同时使用卖家si的频谱会产生干扰；S302：拍卖中间商采用多对多的匹配算法，从买家排序队列R1中的出价最高的买家开始，根据的偏好，把分配给最想要接入的卖家，然后依次分配队列R1中剩余的买家，当出现多个买家最想要接入同一个频谱的情况，判断这些买家在S301步骤中确定的冲突关系图中是否存在干扰，如果存在干扰，则把还未分配频谱的买家分配给它第二想要接入的卖家的频谱；如果不存在干扰，则把这些互不干扰的买家分配给同一个卖家；一直到买家排序队列R1中的