[发明专利]一种差分隐私保护的移动群智感知任务分配方法

权利要求书

1.一种差分隐私保护的移动群智感知任务分配方法，其特征是应用于一个云平台，m个请求者Μ＝{r₁,r₂,...,r_j,...,r_m}和n个工作者Ν＝{u₁,u₂,...,u_i,...,u_n}所组成的移动群智感知环境中，其中，r_j表示第j个请求者，u_i表示第i个工作者，j＝1,2,…,m，i＝1,2,…,n，所述移动群智感知任务分配方法是按如下步骤进行：

步骤1、构建拍卖模型并初始化：

步骤1.1、所述云平台作为拍卖者来收集m个请求者提交的任务信息，其中，第j个请求者r_j的任务信息记为S_j＝＜τ_j,s_j＞，τ_j表示第j个请求者r_j请求的感知任务，s_j表示第j个请求者完成感知任务τ_j的报价，且s_j∈Π^s＝[v_min,v_max]，v_min表示所有请求者的报价的最小值，v_max表示所有请求者的报价的最大值，Π^s表示报价的取值空间集合，从而得到m个请求者提供的任务信息集合S＝{S₁,S₂,...,S_j,...,S_m}及其对应的感知任务集合T＝{τ₁,τ₂,...,τ_j,...,τ_m}；

步骤1.2、所述云平台将收集到的感知任务集合T发布给n个工作者，其中，第i个工作者u_i提交的请求信息记为B_i＝＜Γ_i,b_i＞，Γ_i表示第i个工作者u_i感兴趣的任务集合，且b_i表示第i个工作者u_i执行任务集合Γ_i中所有任务的要价，且b_i∈Π^b＝[c_min,c_max]，c_min表示所有工作者的要价的最小值，c_max表示所有工作者的要价的最大值，Π^b表示要价的取值空间集合，从而得到n个工作者提交的请求信息集合Β＝{B₁,B₂,...,B_i,...,B_n}；

步骤1.3、定义请求者和工作者的结算价格组集合其中，表示第l个结算价格组，表示获胜的工作者最终得到的奖励，表示获胜的请求者最终支付的报酬，L表示结算价格组的个数，且L＝|Π^b×Π^s|，并有：Π^b×Π^s＝{(p_b,p_s)|p_b∈Π^b∧p_s∈Π^s}；

步骤2、根据请求者和工作者提交的任务信息集合S和请求信息集合Β，所述云平台使用指数机制确定获胜的请求者和获胜的工作者的结算价格组ρ_win；

步骤2.1、初始化l＝1；

步骤2.2、由第l个结算价格组ρ_l中的价格确定n个工作者中要价不超过的工作者集合Ν_l，并确定工作者集合Ν_l中所有工作者请求的任务集合所组成的候选任务集合T_l；

步骤2.3、从工作者集合Ν_l中依次选择出能提供最好技术水平的工作者，直至候选任务集合T_l中的所有任务满足服务质量要求，从而得到候选工作者集合W_{B_l}和候选请求者集合W_{S_l}；

步骤2.4、所述云平台从候选工作者集合W_{B_l}中选择对候选任务集合T_l中第j个任务τ_j的感兴趣的工作者，并构成第j个任务τ_j的工作者集合C_{j_l}，j＝{1,2,...,|T_l|}，|T_l|表示候选任务集合T_l的大小；

步骤2.5、由所述第l个结算价格组ρ_l中的价格确定候选请求者集合W_{S_l}中请求者的报价不低于的获胜请求者集合及其对应的任务集合由所述任务集合中所有任务的工作者集合组成获胜工作者集合

步骤2.6、判断在获胜工作者集合和获胜请求者集合下产生的平台收益是否成立，若成立，则直接执行步骤2.8；否则，表示平台收益为负，并执行步骤2.7；

步骤2.7、依次删除对负的平台收益值产生最大影响的请求者和对应的工作者，从而更新获胜工作者集合和获胜请求者集合直到平台收益不小于0为止，从而得到最终更新后的获胜工作者集合和获胜请求者集合并分别赋值给和

步骤2.8、利用式(1)计算在获胜工作者集合和获胜请求者集合下对应的社会福利Wel_l(B,S,ρ_l)：

步骤2.9、将l+1赋值给l，并判断l＞L是否成立，若成立，则表示得到L个结算价格组对应的社会福利；否则，返回步骤2.2；

步骤2.10、利用式(2)得到结算价格组集合中选取第l个结算价格组ρ_l的概率Pr(ρ_l)，从而得到结算价格组的概率分布{Pr(ρl)|l＝1,2,…,L}，并根据结算价格组的概率分布{Pr(ρ_l)|l＝1,2,…,L}，随机选择一个结算价格组作为最终获胜的结算价格组ρ_win：

式(2)中，ε表示隐私预算，ρ′表示结算价格组集合中任意一个结算价格组，Wel′(B,S,ρ′)表示结算价格组为ρ′时计算的社会福利的值，ΔWel表示敏感度，且ΔWel＝m×v_max-c_min；

步骤3、将最终获胜的结算价格组ρ_win对应的获胜工作者集合和获胜请求者集合作为最终获胜者集合；

步骤4、最终获胜工作者集合中所有工作者提交感知数据给云平台，其中，第i个获胜工作者u_i提交的感知数据集合记为d_i,j表示第i个获胜工作者u_i执行第j个任务τ_j时产生的感知数据，表示最终获胜工作者集合的大小，j＝1,2,...,|Γ_i|，|Γ_i|表示第i个获胜工作者u_i感兴趣的任务集合大小；

所述云平台利用式(3)计算最终获胜请求者集合中第j个获胜请求者r_j的任务的聚合结果并发送给对应的第j个获胜请求者r_j：

式(3)中，θ_i,j表示第i个工作者执行第j个任务τ_j的技术水平，且θ_i,j＝Pr[d_i,j＝D_j]∈[0,1]，D_j表示任务τ_j的真实感知数据，Pr[d_i,j＝D_j]表示第i个工作者执行任务τ_j时提交的数据d_i,j与任务τ_j时的真实感知数据D_j相等的概率，表示获胜请求者集合大小；

步骤5、当最终获胜请求者集合中每个获胜请求者收到数据后，所述云平台根据最终获胜的结算价格组ρ_win从所有获胜请求者中收取报酬并将奖励支付给最终获胜工作者集合中所有获胜工作者。