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基于拍卖的物联网搜索数据提供机制

更新时间：2019-12-08 18:37:24 大小：1M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

不同于互联网搜索采用爬虫等技术来采集数据,物联网搜索获取数据的主要方式之一是数据拥有者主动提供数据,然而自私性及隐私保护等原因导致数据拥有者不愿主动提供数据.这使得如何有效激励数据拥有者提供数据成为促进物联网搜索发展的关键问题之一.由于竞价拍卖能有效激励参与合作,因此将竞价博弈引入到物联网搜索中,为物联网搜索中的数据采集提供方法.具体地,提出了面向性价比最优的多属性逆向拍卖激励机制,证明了最优数据质量独立于自身报价、其他竞拍者的数据质量及其报价.

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第36卷第12期

2015年12月

、，01．36 NO．12

通信学报

JoUlTIal onCommunications

2015

December

doi：10．11959／j．issn．1000-436x．2015313

基于拍卖的物联网搜索数据提供机制

殷丽华1，郭云川1，张会兵2

(1．中国科学院信息工程研究所，100093；2．桂林电子科技大学广西可信软件重点实验室，广西桂林541004)

摘要：不同于互联网搜索采用爬虫等技术来采集数据，物联网搜索获取数据的主要方式之一是数据拥有者主动

提供数据，然而自私性及隐私保护等原因导致数据拥有者不愿主动提供数据。这使得如何有效激励数据拥有者提

供数据成为促进物联网搜索发展的关键问题之一。由于竞价拍卖能有效激励参与合作，因此将竞价博弈引入到物

联网搜索中，为物联网搜索中的数据采集提供方法。具体地，提出了面向性价比最优的多属性逆向拍卖激励机制，

证明了最优数据质量独立于自身报价、其他竞拍者的数据质量及其报价。

关键词：物联网搜索；数据采集；博弈

中圈分类号：TP309．2

文献标识码：A

Data

for loTsearches：an auction

provision

approach

YIN_{Li．hual，GUO}

Yun．chuanl，ZHANG Hui．bin92

(1．Institute

ofSciences，neijhag 100093，China；

ofInformationEngineering，ChineseAcademy

LabofTrusted ofElectronic

Software，Guilin

Technology,Guilin 541004，China)

2．Guangxi Key

University

from the W曲searches that use

accurate data was one of

in the Io"Is search．Different

keys problems

Abstract：Getting

because their data

proactively

也e crawlers to collect data on the Intemet．the loT searches

that owners offer data

require

were

owners

werenot

released to the

IoT

to some

Internet．However,due

without

searches

reasons(privacy concerns)，data

unwilling

simply

incentives．As

their data to the

enough

resulL effectively motivating ^{owners to}provided

provide

data becomes

maximizes cost．effectiveness ratio Was

this multi-attribute auction that

problem，a

for he

ofIoT searches．To address

mechanismCall

key problem

development

the

that the

hostile bids andavoid

problem

proposed．This

prevent

proved

_qualityWas

winner

data inconsistent with the

_quality．Itwasalso

that in the

auction，the

provide

promised

optimal

their

price．

from its

andother

and

independent

quotation

bidders’quality

words：IoT search：data

Key

provision；game

为快速准确地发现用户所需要的服务提供了核心

途径。作为一种基础服务，物联网搜索在医疗、教

育、环境等方面都有广泛的应用【lJ。物联网搜索的

研究最早可追溯到2004年，研究者在美国国家自

1引言

2013年5月工业和信息化部发布的《物联网标

识白皮书》表明，未来我国的物联网终端数量将达

到100亿一1 000亿，均每平方千米土地上将部署多

达1 000--10000个物联网终端。面对由如此庞大的

然科学基金委持续资助下研发了Dyser系统睇J。该

系统将物理实体和传感器抽象为Web页面，而后利

终端、海量实时的数据组成的物联网，物联网搜索

用Web搜索技术实现对物体的搜索。继Dyser系统

收稿日期：2015．05．30；修回日期：2015．10．12

基金项目：国家高技术研究发展计划(“863”计划)基金资助项目(2013AA014002)；中国科学院战略先导专项基金资助项

目(XDA06030200)；广西省自然科学基金资助项目(2014GXNSFAAll8365，2014GXNSFDAll8036)；广西高等学校高水平

创新团队及卓越学者计划基金资助项目；桂林电子科技大学创新团队基金资助项目

Foundation Items：The National

Research

Research and

Development Program China(863 Program)(2013AA014002)；The

High Technology

of the Chinese

Natural Science Foundation of

Guangxi

ⁱⁿGuangxi

Strategic Priority

Program

Academy ^ofSciences(XDA06030200)；The

ofIrmovation Team

and Universities

Province(2014GXNSFAAll8365，2014GXNSFDAll8036)；TheHi曲Level

ofColleges

and

Scholars

for InnovativeResearch TeamofGuilill

ofElectronic

University Technology

Outstanding

Program Funding；The Program

万方数据

第36卷

通信学报

之后，各国政府及相关部门观察到了物联网搜索的

2相关工作

战略价值，纷纷启动物联网搜索相关项目，如2011

年欧盟启动了对物理世界信息进行检索的SMART

项目[3]；2015年3月，中国国家自然科学基金委发

布了《大搜索技术白皮书》。与此同时，研究者

针对与物联网密切相关的设备搜索展开了大量的

研究，开发了相应的搜索系统。如DoCoMo欧洲通

物联网数据提供机制主要包括两类：被动采集

和主动提供。其中，被动采集是指物联网所有者发

布相关数据并等待物联网搜索中心抓取数据口，5J或

直接在物联网节点终端接收来自物联网搜索中心

的查询【6'8~1们。抓取方式的主要实现手段是将实体及

home)14J，阿

其产生的数据封装为Web页面，并在Web上发布，

而后采用互联网搜索中的爬虫机制获取相关数据，

信实验室开发了OCH(objects calling

尔卡特一朗讯一贝尔实验室联合开发的基于本体

J，澳大利亚Commonwealth科

数据最终存储在物联网搜索中心。在物联网终端接

受查询的方式是在终端设计相应的查询协议、开发

相应的查询接口，而后为合法用户提供相应的查

询，这种方式中大部分数据仍然以本地方式存储在

搜索的Phony系统H

学与工业研究组研发的分布式传感器节点搜索系

统【6j，威廉与玛丽学院研制了面向普适计算的嵌入

式设备搜索引擎(Snoogle)来实现传感器数据库中

的信息检索【7J等。

物联网终端。

虽然上述系统能有效地为同一机构或组织提

供物体或设备搜索，但其隐式假设为物体自动向搜

索中心传递与其自身状态相关的数据、或积极接受

搜索中心的数据查询。这种假设适用于机构内部的

物体和设备搜索，不适用于外部具有利益冲突的搜

索者搜索。因为物联网中的数据归属于不同机构、

组织或个人，具有明显的“所有权”和隐私保护需

求，虽然少部分所有者乐意向物联网搜索中心公开

其数据，但多数所有者具有明显的自私性特征，在

未得到足够经济等激励的情况下，不会公开其生产

或采集的数据给搜索引擎中心。如多数手机用户不

会无偿地为物联网搜索引擎中心提供其所在地的

主动提供数据是指物联网网络所有者积极主

动实时地向物联网搜索中心上传相关数据pJ。然而，

这2种方式都需要物联网网络所有者的主动合作，

所有者的自私性等特征导致在实际中少有成功。因

此需要一种具有激励特征的数据提供机制。据我们

所知，目前还没有工作针对物联网搜索的数据提供

激励机制，因此，下面主要聚焦于与物联网搜索具

有类似特征的面向传感器／移动网络激励机制的研

究现状。

目前，激励节点参与合作方法主要包括2类：基

于价格的激励策略[t1～151和基于信誉的激励策略【163。基

于价格激励的基本思想是将节点合作看成一种服

务，合作者可通过拍卖等方式获得现金(包括虚拟

环境信息(如温度、湿度、噪音量等)。然而，缺

乏实际数据支持的物联网搜索难以产生实际作用，

因此需要设计激励机制来鼓励数据拥有者为物联

网搜索中心提供数据。

现金等)从而激励节点合作。如文献【12】将编码包

看做虚拟电子货币来激励节点合作，降低通信开

销，文献【14]设计了针对机会网络的概率转发算法

来大规模传播电子购物券，类似地，文献[4]面向移

动在线社交网络提出了基于自我兴趣驱动的电子

广告传播算法。在基于信誉的激励机制方式中，节

点通过合作等方式获得其他节点在系统中的可信

度评价。一个节点信誉越高，其他节点越可能与其

针对上述问题，本文提出了性价比最优条件下

基于多属性逆向竟价拍卖的数据提供机制：将数据

看成有价值的商品，数据提供者依据数据的成本进

行要价，不同质量的数据对搜索中心的价值不同，

搜索中心依据最优性价选定最终的数据提供者。由

于竞价拍卖中获胜者的每次数据提供均能获得满

足其要价(高于其成本)的收益，因此，能够有效

地激励数据提供者提供数据。给出了对于数据提供

者最优投标生成方法，证明了在该方法中最优数据

质量独立于自身报价、其他竟拍者的数据质量与报

价；针对数据提供者不可信问题，证明了所提出的

拍卖机制能防止恶意竞价及不按预定数据质量提

供服务。

合作完成该节点的相关任务Il

6l。文献[1 5】提出了一

种合作认证静态博弈模型以帮助节点决定是否参

与合作认证。文献[171综述了采用博弈论方法研究

网络安全和隐私问题的研究进展。

与本文最相关的工作如文献[18-22]所示，其

中，文献[18，19]分别基于完全信息和不完全信息研

究了面向智能手机的数据众筹方法；文献[20，21]给

出了分布式云计算环境下的数据拍卖激励机制；特

万方数据

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