P 3 CDM: 基于预算可行拍卖与个性化隐私保护的定向充电器部署机制设计

《IEEE Transactions on Mobile Computing》：P 3 CDM: Directional Charger Deployment Mechanism Design based on Budget-feasible Auction with Personalized Privacy Preserving

　　

摘要：

无线功率传输（WPT）被广泛用于为无线可充电传感器网络（WRSNs）中的设备进行能量补充。现有研究通常假设充电器严格按照分配调度结果提供免费的充电服务。然而，充电器可能由个人拥有，他们期望从能源交易中获得收益，并采取策略性行为来增加自身利润。此外，对手可以从调度结果中推断出充电器的充电成本。这使得WRSNs中的能源交易持续面临激励攻击和推断攻击的威胁。为应对这些挑战，我们提出了一种用于WRSNs定向充电服务的预算约束拍卖模型，并在预算约束下建立了以效用最大化为导向的充电器部署问题（CDUM）。我们采用拍卖理论和差分隐私技术，设计了一种基于预算可行拍卖的新型定向充电器部署机制，即具有个性化隐私保护的定向充电器部署机制（P3CDM）。P3CDM基于概率分布确定充电器部署策略及每个充电器的支付。理论分析表明，P3CDM实现了计算效率、真实性、个体理性、差分隐私和效用最大化。实验结果表明，与其他隐私保护算法相比，P3CDM平均减少了71.4%的隐私泄露。与其他基准相比，P3CDM仅增加了5.64%的支付成本，并降低了24.1%的效用。现场实验进一步证明，P3CDM在保持充电成本隐私的同时，达到了与非隐私保护算法相同的效用，而每个充电器的平均支付成本仅增加了4.32%。