保護(hù)隱私的異質(zhì)頻譜單向拍賣機(jī)制研究.pdf

1、眾所周知，頻譜是無(wú)線通信領(lǐng)域中的一種有限資源，并且正在面臨著短缺危機(jī)。一方面，由于國(guó)家政府采取了傳統(tǒng)的靜態(tài)頻譜分配方式，使得閑置頻譜的利用率降低。另一方面，隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，勢(shì)必會(huì)使得本就短缺的頻譜資源變得更加匱乏。為了緩解頻譜短缺的危機(jī)，引入了二級(jí)頻譜市場(chǎng)，該市場(chǎng)允許主用戶將自己閑置的頻段售賣或者出租給次級(jí)用戶以獲取合適的收益。為了進(jìn)一步提高頻譜分配的效率，誠(chéng)實(shí)的頻譜拍賣機(jī)制一直被廣泛研究，同時(shí)，誠(chéng)實(shí)的頻譜拍賣機(jī)制中涉及到的

2、隱私問(wèn)題也備受關(guān)注。然而，現(xiàn)存的隱私保護(hù)工作主要關(guān)注于同質(zhì)頻譜拍賣機(jī)制，而異質(zhì)頻譜拍賣的情況常常被忽略。
　　在本文中，我們針對(duì)一種異質(zhì)頻譜單向拍賣機(jī)制TAMES進(jìn)行安全分析。具體的講，在TAMES拍賣機(jī)制的報(bào)價(jià)提交階段中規(guī)定，所有買家的真實(shí)估價(jià)必須公布給拍賣者。然而，無(wú)論拍賣者誠(chéng)實(shí)與否，真實(shí)估價(jià)都是買家的重要隱私，需要進(jìn)行嚴(yán)格的保護(hù)。此外，在TAMES拍賣機(jī)制的獲勝者判定階段中規(guī)定，小組內(nèi)最低報(bào)價(jià)的買家將作為最終拍賣結(jié)果的定價(jià)買

3、家而公布其報(bào)價(jià)，這將會(huì)泄露定價(jià)買家的ID。為了實(shí)現(xiàn)密碼學(xué)意義上的安全性，我們提出一種保護(hù)異質(zhì)頻譜單向拍賣機(jī)制的安全方案，PATH，使得頻譜拍賣除拍賣結(jié)果所包含的信息以外不泄露任何有關(guān)買家敏感信息給任意參與方。
　　此外，我們還提出了一種保護(hù)隱私的異質(zhì)頻譜單向拍賣改進(jìn)方案，即改進(jìn)PATH?？紤]到TAMES拍賣機(jī)制中頻譜具備的異質(zhì)性，不僅允許買家可以自由表述對(duì)不同頻段的不同喜愛(ài)程度，而且決定了每個(gè)頻段構(gòu)造的買家干擾圖是各不相同的。就買

4、家報(bào)價(jià)異質(zhì)性而言，相比較于同質(zhì)頻譜拍賣過(guò)程中的單一報(bào)價(jià)，異質(zhì)頻譜拍賣中的買家報(bào)價(jià)向量勢(shì)必會(huì)增加PATH的計(jì)算和通訊代價(jià)。為了提高PATH方案的效率，同時(shí)保證方案的安全性，我們針對(duì)買家報(bào)價(jià)異質(zhì)性問(wèn)題介紹了一種數(shù)據(jù)向量整合(DVP)技術(shù)。通過(guò)對(duì)基本PATH和改進(jìn)PATH方案的性能對(duì)比和實(shí)驗(yàn)?zāi)M，證實(shí)了改進(jìn)方案在嚴(yán)格保護(hù)TAMES拍賣機(jī)制中買家隱私信息的同時(shí)，具備了較高的執(zhí)行效率，適用于較大規(guī)模應(yīng)用中。
　　總而言之，我們主要圍繞異質(zhì)頻