一种保护隐私的异质频谱分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种保护隐私的异质频谱分配方法，包括：初始化步骤；提交报价步骤；安全分组步骤：拍卖者计算干扰图，置换干扰图，双重加密报价信息，发送给拍卖代理；拍卖代理执行分组算法，针对每组成员，对置换后的买家身份进行加密，随机化所有双重加密报价信息，把对分组进行的安全操作结果发送拍卖者；拍卖者解密随机化的双重加密报价信息的外层加密；胜者选定步骤：拍卖代理生成拍卖算法对应的加密电路，该电路实现小组定价和胜者选定功能，将其发送给拍卖者；拍卖者接收加密电路，同拍卖代理秘密共享买家报价信息和买家身份，计算加密电路；以及最终定价步骤，本发明专利技术在拍卖过程中不泄露除拍卖结果外有关报价的任何信息给任意参与方。

Privacy preserving heterogeneous spectrum allocation method

The invention discloses a heterogeneous spectrum allocation method, the protection of privacy includes: initialization steps; submit quotation steps; safety grouping steps: auction calculation of interference graph, permutation interference graph, double encryption quotation information, sent to the auction; auction agent performs grouping algorithm, for each member of the replacement of the identity of the buyer all randomized double encryption encryption, price information, the safe operation results of packet sending auction; outer auction randomized double encryption decryption information encryption; the selected step: encryption circuit proxy generation algorithm corresponding to the auction auction, the implementation of the circuit and the selected group pricing function, send it to the auction auction; auction agent receives the encrypted circuit, with secret sharing buyers offer information and the identity of the buyer, calculation The present invention does not disclose any information relating to the offer in addition to the auction results to any participant in the auction process.

【技术实现步骤摘要】
一种保护隐私的异质频谱分配方法
本专利技术涉及网络与信息安全
，具体涉及一种基于加密电路和同态加密技术的保护隐私的异质频谱分配方法。
技术介绍
无线频谱是一种有限的资源。随着各种无线通信技术的广泛应用，人们对频谱资源的需求日益增长，频谱资源的稀缺问题越来越突出。动态频谱拍卖借助适当的拍卖机制，把原始用户的空闲频段重新分配给新用户使用，提高了频谱资源的利用效率，进而缓解频谱稀缺问题，逐渐成为一种有效的频谱分配方式。当前，多数动态频谱拍卖机制考虑同质频谱拍卖问题，即买家对所有频段出同样价格或者针对所有的频段买家所构成相同的干扰图，这就造成了潜在的频谱效用低，买家满意度不高等弊端。为了解决上述问题，文献[TAMES:ATruthfulAuctionMechanismforHeterogeneousSpectrumAllocation，2013]提出一种用于异质频谱分配的真实拍卖机制，其较好的解决了异质频谱分配问题，详细方案如下：针对客户端主机(请求频谱资源的买家)、一台计算服务器(提供频谱资源并执行拍卖机制的拍卖者)、一台协助服务器(实现非盈利协助的第三方平台--拍卖代理)，初始化买家及频谱的相关信息；在所有设备所构成的网络环境中，针对每一个频段，构造对应的干扰图，查找每个图中的最大互不冲突买家组，匹配对应的频段；每个互不冲突买家组的报价方式是：买家组的报价等于组中最低报价与组成员数减一所得值相乘；如果组报价大于对应频段保留价，那么该买家组就赢得频段使用权；除了组中报价最小的一个买家外，其余买家均为获胜者，每个获胜者支付价是小组的最小报价。上述方案的模拟结果证实，相比较于同质报价和工质干扰图，TAMES得到了更高的买家满意度和频谱效用。在实施本专利技术的过程中，本专利技术人发现：现有的异质频谱拍卖机制(如TAMES)并没有考虑拍卖过程中的买家隐私保护问题。在TAMES拍卖过程中，拍卖者获取了所有买家的真实估价，不诚实的拍卖者很容易通过修改拍卖结果(比如提高获胜者支付价)来获得额外的利益。而买家通过某种方式(比如线路窃听)知晓了其他买家的真实估价，那么在下次相同的拍卖中，很可能会操纵自己的报价，以提高自己的效用，进而破坏拍卖的诚实性。在异质频谱分配过程中买家报价是买家的重要隐私，有必要在技术上实现其隐私保护，以避免其影响异质频谱分配的合理公平运转。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种保护隐私的异质频谱分配方法，解决现有异质频谱拍卖中买家报价隐私保护的问题。为此，本专利技术提供了一种保护隐私的异质频谱分配方法，包括以下步骤：初始化步骤：买家、拍卖者、拍卖代理分别初始化各自的基本信息；提交报价步骤：买家使用拍卖代理公钥加密频谱的报价信息，结合买家身份，发送给拍卖者；安全分组步骤：拍卖者计算干扰图，置换干扰图，双重加密报价信息，发送给拍卖代理；拍卖代理执行分组算法，针对每组成员，对置换后的买家身份进行加密，随机化所有双重加密报价信息，把对分组进行的安全操作结果发送拍卖者；拍卖者解密随机化的双重加密报价信息的外层加密，此时的买家身份和报价信息仅涉及拍卖代理公钥；胜者选定步骤：拍卖代理生成拍卖算法对应的加密电路，该电路实现小组定价和胜者选定功能，将其发送给拍卖者；拍卖者接收所述加密电路，同拍卖代理秘密共享买家报价信息和买家身份，计算加密电路；以及最终定价步骤：依据所述加密电路的输出结果，得到频谱的获胜买家和买家支付价格。进一步地，在所述初始化步骤中，买家初始化自己的位置信息和对各个频段的报价信息；拍卖者初始化自己的公私钥对、各个频段的干扰阈值和保留价，并将其公钥通告拍卖代理；拍卖代理初始化自己的公私钥对，并将其公钥通告买家和拍卖者。进一步地，在所述安全分组步骤中，拍卖者计算干扰图，使用自己的公钥再次加密买家报价信息，而后随机置换干扰图中的买家编号，将上述操作结果发送给拍卖代理；拍卖代理随机化所有的双重加密报价信息，使用自己的公钥加密买家伪编号，所述伪编号为已被置换过的编号，执行异质频谱分组算法，并将分组结果发送给拍卖者；拍卖者接收到分组结果后，使用自己的私钥解密双重加密报价的外层加密，分组结果中的买家伪编号和报价信息均使用拍卖代理的公钥进行加密。进一步地，在所述胜者选定步骤中，所述拍卖代理生成拍卖算法对应的加密电路，将该加密电路发送给拍卖者；拍卖者接收电路，与拍卖代理合作执行买家报价信息和买家伪编码的秘密分享操作，并进而对这些信息进行标签化；拍卖者执行加密电路，以实现买家组报价和胜者选定。进一步地，拍卖者为计算服务器，所述拍卖代理为协助服务器，所述买家为多台客户端主机。安全性分析：本专利技术所提出的保护隐私异质频谱分配方法实现了密码学的安全性，即在拍卖过程中不泄露了除拍卖结果外有关报价的任何信息给任意参与方。相对于现有技术中的方案，本专利技术具有以下优点：(1)、本专利技术在异质频谱拍卖的基础上研究了隐私保护问题。现有的保护隐私频谱拍卖工作主要针对同质频谱拍卖的情况，没有考虑到频谱的异质问题。而现有的异质频谱分配方法则没有考虑保护隐私问题。频谱的异质性考虑使得隐私保护问题变得更加复杂，更具挑战性。本专利技术针对上述问题，首次提出了一种保护隐私的异质频谱分配方法。(2)、本专利技术实现了较高的安全性。所设计的保护隐私方法不但能够保护买家的报价，即不泄露除拍卖结果外有关报价的任何信息，而且能够保护每一个获胜买家组中的定价买家身份，即虽然拍卖结果公布每一获胜买家组的定价为该组的最小报价，但仍然不知道该最小报价对应的买家是谁。由此可见，本专利技术为频谱拍卖的隐私保护领域的进步拓展了空间，同时具有良好的实用效果。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为根据本专利技术的异质频谱分配方法的流程图；图2为根据本专利技术的异质频谱分配方法的具体功能模块示意图；以及图3a和图3b为根据本专利技术一假设实施例的异质频谱分配方法中2个频段的干扰图置换前后的示意图，其中，图3a为频段1干扰图置换前后示意图，图3b为频段2干扰图置换前后示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。在本专利技术中，构建的网络环境包括买家、拍卖者和拍卖代理。拍卖者将频谱资源通过拍卖的方式出售给买家；买家将利用竞拍得到的频谱资源向用户提供服务；拍卖代理负责协助拍卖者完成买家信息的隐私保护。这里的拍卖者可以是计算服务器；买家可以是客户端主机、服务器，提供服务给客户；拍卖代理可以是协助服务器。首先，拍卖者和拍卖代理协作执行一系列安全交互操作以便进行买家分组，这些操作主要基于Pallier加法同态加密系统[PascalPaillier,“Public-KeyCryptosystemsBasedonCompositeDegreeResiduosityClasses”,EUROCRYPT’99]；而后由拍卖代理生成拍卖算法对应的加密电路，而拍卖者执行该加密电路，其中的拍卖算法处于文献[TAME本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护隐私的异质频谱分配方法，其特征在于，包括以下步骤：初始化步骤：买家、拍卖者、拍卖代理分别初始化各自的基本信息；提交报价步骤：买家使用拍卖代理公钥加密频谱的报价信息，结合买家身份，发送给拍卖者；安全分组步骤：拍卖者计算干扰图，置换干扰图，双重加密报价信息，发送给拍卖代理；拍卖代理执行分组算法，针对每组成员，对置换后的买家身份进行加密，随机化所有双重加密报价信息，把对分组进行的安全操作结果发送拍卖者；拍卖者解密随机化的双重加密报价信息的外层加密，此时的买家身份和报价信息仅涉及拍卖代理公钥；胜者选定步骤：拍卖代理生成拍卖算法对应的加密电路，该电路实现小组定价和胜者选定功能，将其发送给拍卖者；拍卖者接收所述加密电路，同拍卖代理秘密共享买家报价信息和买家身份，计算加密电路；以及最终定价步骤：依据所述加密电路的输出结果，得到频谱的获胜买家和买家支付价格。

【技术特征摘要】
1.一种保护隐私的异质频谱分配方法，其特征在于，包括以下步骤：初始化步骤：买家、拍卖者、拍卖代理分别初始化各自的基本信息；提交报价步骤：买家使用拍卖代理公钥加密频谱的报价信息，结合买家身份，发送给拍卖者；安全分组步骤：拍卖者计算干扰图，置换干扰图，双重加密报价信息，发送给拍卖代理；拍卖代理执行分组算法，针对每组成员，对置换后的买家身份进行加密，随机化所有双重加密报价信息，把对分组进行的安全操作结果发送拍卖者；拍卖者解密随机化的双重加密报价信息的外层加密，此时的买家身份和报价信息仅涉及拍卖代理公钥；胜者选定步骤：拍卖代理生成拍卖算法对应的加密电路，该电路实现小组定价和胜者选定功能，将其发送给拍卖者；拍卖者接收所述加密电路，同拍卖代理秘密共享买家报价信息和买家身份，计算加密电路；以及最终定价步骤：依据所述加密电路的输出结果，得到频谱的获胜买家和买家支付价格。2.根据权利要求1所述的保护隐私的异质频谱分配方法，其特征在于，在所述初始化步骤中，买家初始化自己的位置信息和对各个频段的报价信息；拍卖者初始化自己的公私钥对、各个频段的干扰阈值和保留价，并将其公钥通告拍卖代理；拍卖代...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志立，车瑞红，仲红，崔杰，许艳，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34