具有惩罚因子的理想秘密共享

论文主要研究已有的理性秘密共享方案中存在的参与者欺骗问题,在以往的理性秘密方案中,理性参与者为了最大化自己的利益选择发送自己的子秘密,如果参与者存在欺骗则共享秘密不能被重构,这对诚实的参与者来说是不公平的,且对于欺骗的参与者来说这也是不公平的,不给犯错误的参与者改正错误的机会;针对此问题,论文引进了惩罚因子的概念,以惩罚因子来代表参与者的信誉值,同时结合扩展式博弈论中的子博弈,提出了一个具有惩罚因子的理性秘密共享方案,不仅可以保证对诚实参与者的公平性,同时也给予具有欺骗的参与者改正错误的机会.     

基于极大熵原理的理性公平交换协议

鉴于理性交换协议是一个动态博弈模型, 在完全不完美动态博弈中, 力图用极大熵原理来解决理性参与者的策略行为推断问题。扩展了一个基于信息熵的理性交换协议模型, 通过引入期望收益函数和期望均衡的方法, 给出理性交换协议的公平性描述; 基于最大熵原理构造了一种新的理性交换协议; 证明该协议的安全性, 利用博弈树的方法对整个交换过程进行分析并给出了理性公平性证明, 结果表明该协议能达到期望均衡。协议交换过程中无须可信第三方的参与, 该协议实现了理性公平性且具有更好的适应性。     

基于椭圆曲线的密钥共享方案

针对门限密钥共享体制中存在的密钥分发者欺诈和参与者欺诈问题,采用椭圆曲线密码体制（ECC）,提出一种可防欺诈的多密钥共享方案。该方案可以阻止密钥分发者、参与者的欺诈问题,且能实现更新主密钥时无需更改参与者的子密钥。方案可以灵活地增加或减少参与者,其安全性基于Shamir门限机制和椭圆曲线离散对数难题。     

基于Swarm平台的理性密码协议建模与仿真

针对现实世界中理性密码协议的参与者博弈过程不易观察和预测的问题,文章在多智能主体的仿真平台Swarm上对理性密码协议中参与者的诚实策略和非诚实策略行为进行了建模和仿真。文章首先定义了主体的收益矩阵,进一步根据收益矩阵建立了参与者在整个博弈过程中的状态复制方程;然后求解出该方程的三个均衡点,即所有参与者分别采用诚实策略、非诚实策略和混合策略时的不同均衡点取值,根据这三个取值设计了协议执行过程中主体间的博弈算法;最后,文章在Swarm平台上定义了博弈主体所需要的各个对象。由于Swarm平台上的基本对象功能不能完全满足理性密码协议仿真的需要,文章改造了Swarm平台上部分主体对象功能,给出了改造的关键代码,对协议交互过程中的博弈行为进行了仿真。仿真的实验结果表明,Swarm仿真工具可以有效观察到参与者的理性选择过程;并通过调节博弈算法中的收益参数来达到预期效果,使博弈在较少的次数内达到博弈的稳定均衡,同时使得选择诚实策略的参与者占总人数的一半以上。文章提出在Swarm平台上进行理性密码协议仿真的方法,对使用计算方法研究理性密码协议具有一定的参考价值。     

安全协议的博弈论机制

在博弈论框架下,基于纳什均衡设计安全协议的计算和通信规则.首先,提出安全协议的扩展式博弈模型,结合通用可组合安全的思想给出安全通信协议博弈参与者集合、信息集、可行策略、行动序列、参与者函数、效用函数等定义;在该模型下的安全协议能安全并发执行.其次,根据博弈的纳什均衡给出安全通信协议的形式化定义.最后,基于该机制给出一个安全协议实例,并分析该安全协议博弈机制的有效性.     

一种交换协议的理性模型及其公平机制设计

理性交换协议是解决小额支付的有效方法,但是由于参与者的自利性,理性交换协议的公平性较难满足。论文首先对理性交换过程中的集体利益进行形式化定义,并基于占优策略构建理性参与者模型,以及基于占优策略和集体利益建立理性交换协议的公平性模型;其次基于激励相容理论设计理性交换协议的公平机制,基于理性交换协议的公平机制和扩展式博弈构建理性交换协议的理性博弈模型,并基于理性交换协议的博弈模型设计了一个理性交换协议;最后基于相关博弈方法证明所设计协议满足正确性和理性公平性,并用一个案例说明方案的可行性。     

理性的安全两方计算协议

在传统的安全两方计算协议中,一方在得到计算结果后,可能会告诉另一方一个错误的结果,或者立即中断协议,这样不能保证协议的完全公平性.针对此问题,结合博弈论和密码学理论,提出一种理性的安全两方计算协议.首先假设理性的参与者最大的利益是得到计算结果,其次是越少的其他人得到结果越好.然后,研究了参与者遵守和背离协议的策略、效用和动机,构建了安全两方计算的博弈模型.在所设计的协议中,参与者遵守协议是参与者的最优策略,任何参与者的欺骗行为都能被检验,参与者背离协议,没有遵守协议的收益大,这样参与者有动机发送真实的数据,最终,每个参与者都能得到计算结果.分析表明,协议是安全和公平的.     

一种基于令牌的认证密钥交换协议

对称密钥系统较之非对称密钥系统具有惊人的速度优势,但是管理对称密钥系统的密钥却是需要解决的一个难题。Diffie-Hellman密钥交换是一个可以使通信双方在不可信信道上一同建立共享密钥,并使之应用于后继对称密钥通信系统的一种密码协议。应当注意到,Diffie-Hellman密钥交换协议不支持对所建立的密钥的认证。处于两个通信参与者Alice和Bob之间的一个恶意的攻击者Mallary可以主动操纵协议运行过程的信息并成功实施所谓的中间人攻击(man-in-the-middleattack)。因此为了能够真正在两个通信参与者Alice和Bob之间协商一个密钥就必须确保他们在协议运行过程中收到的信息的确是来自真实的对方。本文就是给出一种基于令牌的认证密钥交换协议以对Diffie-Hellman密钥交换协议进行改进。这对于电子商务等等很多网络应用而言是至关重要的。本文也给出了这种协议的安全性分析,并描述了基于JAVA的实现。     

满足可计算序贯均衡的理性公平计算

在安全多方计算中,公平性指的是被腐败的参与者可以得到他们的输出当且仅当诚实参与者得到他们的输出.当恶意者超过参与者数量一半时,公平性很难达到.因此在设计两方计算协议时,公平性经常被忽略.在传统多方计算中,包括总是遵守协议的诚实参与者,虽然遵守协议但是希望通过保留中间结果得到对方私有信息的半诚实参与者和任意偏离协议的恶意参与者.理性参与者不同于上述参与者,他们的主要目标是最大化他们的收益.理性计算是指带有理性参与者的计算,它开辟了实现两方安全计算中公平性的新思路.考虑了理性安全计算允许理性参与者具有不对称的信息的情况,例如效用函数和参与者的私有类型,这是与之前理性计算的不同之处.针对这种不同,提出了一种较强的均衡概念——可计算序贯均衡.可计算序贯均衡包括2部分:可计算序贯理性和一致性.它强于纳什均衡,可以用来实现理性两方计算中的公平性.最后构造了一个模拟器,证明了协议的安全性.     

门限多重秘密共享方案

基于Shamir的门限方案、RSA密码体制以及Hash函数,提出了一个新的门限多重秘密共享方案.参与者的秘密份额是由各参与者自己选择,并且只需维护一份秘密份额即可实现对多个秘密的共享,每个参与者也可以是秘密分发者,只要正确选择参数不会影响到各个参与者所共享的秘密安全性.在秘密恢复过程中,秘密恢复者能够验证其它参与者是否进行了欺骗.方案的安全性是基于Shamir的门限方案、RSA密码体制以及Hash函数的安全性.分析结果表明,该方案是一个安全、实用的秘密共享方案.     

一种新的(m+1,n)理性秘密分享机制

重复理性秘密分享机制仅适用于交互轮数无限的情形,但是无限轮的理性秘密分享机制的效率不高。为此,在(m,n) Shamir秘密分享机制的基础上,结合有限重复博弈,为每个参与者赋予一个参加协议的时限,由此提出一种新的(m+1,n)有限轮理性秘密分享机制。分析结果表明,当时限和参与者的效用函数满足一定条件时,可以得到一个常数轮的理性秘密分享机制,使所有理性参与者可以恢复秘密。     

安全公平理性秘密共享方案

传统秘密共享方案因未考虑参与者的自利行为而导致方案的效率较低。为了提高秘密共享的通信效率和安全性,结合博弈论与双线性映射技术,设计公平的理性秘密共享方案。首先,在博弈论框架下引入理性参与者并设计理性秘密共享博弈模型;其次,利用双线性映射技术保证方案和理性参与者的可验证性和公平性;最后,通过对方案进行性能分析,表明了该方案不仅保证了安全性,并且有较高的秘密共享通信效率。     

基于中国剩余定理的可验证理性秘密共享方案

针对目前理性秘密共享方案不能动态添加和删除参与者的问题,结合博弈论和密码学理论,提出一种动态理性秘密共享方案。方案基于中国剩余定理,在秘密重构过程,可以动态添加和删除参与者,另外方案采用可验证的随机函数,能检验参与者的欺骗行为。参与者不知当前轮是否是测试轮,偏离协议没有遵守协议的收益大,理性的参与者有动机遵守协议,最终每位参与者公平地得到秘密。方案不需要可信者参与,满足弹性均衡,能防止成员间的合谋攻击。     

基于重复博弈参与者有权重的秘密共享方案

在大多数参与者有权重的秘密共享方案中,各参与者子秘密份额数量的不同会导致秘密重构阶段产生不公平问题。为此,提出一个基于重复博弈的理性秘密共享方案。在参与者原有份额的基础上,为其构造数量差不超过1的有效子秘密份额,利用重复博弈使每个参与者可以获得其他参与者的全部份额,进而重构出秘密。分析结果表明,该方案可以使理性参与者始终遵守协议,完成秘密重构,且具有较高的安全性和良好的可扩展性。     

基于量子反应均衡的政府与共享单车企业停车管理博弈分析

共享单车停车问题是城市交通治理中最主要的问题之一,其表面为共享单车用户停车行为不规范、共享单车企业管理调度不及时所致,究其本质实为共享单车各利益主体缺乏有效协同治理机制、停车权责划分不清晰、成本分担失衡的结果.考虑政府与共享单车企业的有限理性,建立扩展式博弈的量子反应均衡(QRE)模型分析双方停车管理博弈机理,并利用Gambit软件进行算例仿真分析.研究表明:双方博弈结果随理性程度增加逐渐趋向于基于完全理性的子博弈精炼纳什均衡,政府掌握更多企业运营信息有利于达到社会效用最大化的博弈结果;政府引入有效处罚措施或主导负责停车管理可以降低自身的财政支出和社会总成本,建立量化的处罚标准能够促进企业主动承担停车管理责任;有限理性程度、违停数量、激励机制和科技手段运行效率会影响企业的停车管理策略选择.     

理性背叛的推荐合作激励机制

为了促进协作系统中用户的合作行为,激励机制得到了广泛的使用.然而,现有的激励机制往往存在无条件合作策略占优互惠策略的现象,进而抑制了合作的涌现.为了解决这一问题,本文在推荐激励模型上进一步考虑了用户的理性背叛行为.以演化博弈为框架,研究了理性背叛机制在全局平均学习和当前最优学习两种模式下的策略演化特性.结合实际场景,本文还研究了在非完美推荐下理性背叛机制的鲁棒性问题,并且基于余弦相似度提出了一种策略识别方案.最后,通过大量的数值实验与仿真实验,验证了理性背叛机制的理论特性,也展示了该机制在促进合作方面的有效性能.     

DPoS共识机制改进的演化博弈及策略研究

基于演化博弈将监察机制与奖惩制度引入授权股份证明（delegated proof of stake,DPoS）共识机制,构建以代理节点、投票节点、监管节点为主体的三方演化博弈模型;分析共识方案改进前后节点的行为策略选择变化,在不同奖惩力度和惩罚因子下节点行为策略的演化趋势,并用Matlab仿真。研究结果表明：（1）改进方案能遏制恶意节点的合谋行为并提高投票节点的积极性;（2）奖惩力度能影响节点行为策略;（3）惩罚因子可以影响节点行为趋向稳定点的速度。     

一种扩展的理性秘密分享机制

采用异步通信方式,使参与者轮流采取行动以避免空洞威胁,并结合参与者的通信代价,提出一种扩展的理性秘密分享机制。将参与者信誉效用值引入到该机制中,抑制参与者的不诚实行为。分析结果表明,该机制存在序贯均衡,并且能保证在参与者不偏离序贯均衡的情况下实现秘密分享。     

External Incentive Mechanism Research on Knowledge Cooperation-Sharing in the Chinese Creative Industry Cluster

The creative industry is a knowledge-based industry, but it is difficult and complex to create knowledge for enterprises. The principle of cooperation-sharing posits that companies’ limited resources prohibit them from gaining a competitive advantage in all business areas. Therefore, cooperation-sharing can help businesses overcome this hurdle. Cooperation-sharing expedites economic development, breaks the barrier of independent knowledge creation, and enhances resource utilization. However, the effectiveness and stability of knowledge cooperation-sharing are key problems facing governments and other regulators. This study can help regulators promote honesty in enterprise cooperation-sharing. Based on the hypothesis of bounded rationality, the evolutionary game theory was used to construct the “Enterprises–Informal Institutions–Government” tripartite game matrix. Next, based on this game matrix, a simulation analysis method was used to analyze the effects of external incentives on the stability of evolutionary strategies. The analysis shows that the strategic choice of the “Enterprises–Informal Institutions–Government” tripartite game could be affected by the initial state strategy choices of the other two players, but more influential were the cost and external incentive levels of the game players. The results indicate that the government and informal institutions should regulate enterprises with a rational external incentive mechanism that boosts the enterprises’ incentive to cooperate honestly. Thus, an effective external incentive mechanism can significantly improve the probability of enterprises behaving honestly in cooperation-sharing and promote the development of the creative industry.     

基于纳什均衡的D2D通信功率控制博弈算法

为了减轻D2D通信在资源复用模式下的互干扰问题,提升蜂窝网络均衡性能收益,提出一种基于纳什均衡的功率控制博弈算法。算法中将互干扰用户间的功率控制过程描述为静态博弈模型,用户之间根据最小化代价函数的博弈决策,通过多步迭代调节发射功率,使系统收敛至纳什均衡的优化状态。在用户代价函数设计中,综合考虑了能耗及传输速率影响,同时给出了博弈算法纳什均衡存在性以及收敛性的证明。仿真实验表明,在最优响应策略及能耗因子的有效约束下,互干扰用户更理智的选择发射功率,系统拥有较好均衡性收益的同时能耗进一步降低。