[发明专利]一种基于组合双边拍卖和差分隐私的算力资源分配方法

说明书

一种基于组合双边拍卖和差分隐私的算力资源分配方法，包括：用户设备在时隙开始时刻，向边缘服务器发布任务请求并生成投标信息；边缘服务器将用户设备发布的任务请求转给边缘节点，边缘节点计算自身和任务请求之间的混淆距离，生成询问信息并参与投标竞价；边缘服务器接收用户设备发来的投标信息和边缘节点返回的询问信息，设定若干价格向量，并基于每个价格向量为每个任务请求挑选一个边缘节点作为胜出的买方和卖方，以获得每个价格向量对应的资源分配矩阵，然后选择一个价格向量为最终价格向量，对应的资源分配矩阵即是最终资源分配矩阵。本发明涉及通信领域，能实现不同种类资源共享定价和保证资源分配激励的有效性，并在激励过程中保护隐私。

技术领域

本发明涉及一种基于组合双边拍卖和差分隐私的算力资源分配方法，涉及通信领域。

背景技术

近年来，随着移动互联网和智能终端的快速发展，越来越多的新型应用出现在人们的日常生活中，但由于物理距离的限制，移动设备能使用的资源通常是有限的，因而移动设备难以有效地处理一些新型应用。为了解决上述问题，移动边缘计算的概念应运而生。移动边缘计算是将具有存储和计算能力的网络设备实体部署在移动网络边缘，为移动用户提供I T服务和计算能力。

如何设计高效的算力资源分配机制来激励边缘节点为移动用户提供其拥有的网络资源，当前主要存在有如下技术方案：

技术方案1：专利申请号CN 202110243640.5(申请名称：一种基于在线激励的边缘计算合作计算资源分配方法，申请日：2021-03-05，申请人：电子科技大学)提出了一种基于在线激励的边缘计算合作计算资源分配方法，包括建立任务合作计算模型；建立主边缘计算服务器与任务执行者之间的拍卖模型；建立买方的效用模型和卖方的效用模型，从而建立系统的效用模型；结合任务合作计算模型，构建了系统效用最大化问题；任务到达主边缘计算服务器，主边缘计算服务器向拍卖商提供投标；拍卖商得到投标信息后，以最大化系统效用为目标决定任务的最优分配方案；确定中标者的支付价格；以最优资源分配方案计算任务；

技术方案2：专利申请号CN 202110571751.9(申请名称：一种移动边缘计算环境下基于拍卖理论的资源分配方法，申请日：2021-05-25，申请人：东北大学)提出了一种移动边缘计算环境下基于拍卖理论的资源分配方法，涉及初始化边缘服务器资源容量；移动用户向边缘服务器提交计算任务需求及估价；对边缘服务器的资源配置组合根据归一化处理结果进行重新排序；将移动用户提交的计算任务需求转换为CPU资源和信道资源需求；确定移动用户的投标标的并参与投标竞价；利用原始对偶近似算法对参与竞价的移动用户进行赢家确定；通过VCG竞价机制确定每个赢家需要支付的价格；

技术方案3:专利申请号为CN 201810360743.8(申请名称：基于双向拍卖的移动群智感知及其资源分配及激励机制方法，申请日：2018-04-20，申请人：东南大学)提出了一种基于双边拍卖的在线组合资源分配与支付方法，每个买家(SP)提供报价信息；每个卖家(MVNO)提供要价信息；拍卖师(中间商)计算投标密度函数并构建联合投标密度矩阵，通过升序或降序排列得到投标密度排序向量；然后依次判断每个元素相关联的卖家拥有的资源是否完全满足买家申请的资源，如果满足，则将对应的卖家和买家作为中标机构；然后基于临界最小竞标密度为参考确定每个中标卖家待收取的费用qm；同时基于临界最大竞标密度为参考确定每个中标买家待支付的费用pn；最后选择pn≥qm所对应的买家和卖家进行匹配实现资源分配。

在以上现有技术方案中，资源分配方法通过对资源提供者的贡献评估为其提供相应的利益补偿，而激励过程中用户个人信息和行为信息会泄露给其他参与方，网络中分布式的空闲节点参与协作计算仍然面临着身份、位置、资源能力以及决策信息暴露的风险，即使提供了一定的利益补偿，网络中分布式的空闲节点出于隐私考虑仍然不愿意参与算力共享，导致资源分配方法失效，无法充分调动网络中可用的算力资源。

因此，如何实现不同种类资源共享的定价和保证资源分配激励的有效性，并在激励过程中保护隐私，从而促进分布式算力节点积极贡献空闲资源，已成为技术人员重点关注的技术问题。