[发明专利]一种差分隐私保护的异质虚拟机分配方法

权利要求书

1.一种差分隐私保护的异质虚拟机分配方法，其特征是：应用于由一个云服务提供商和n个云用户所组成的云计算平台中，并按如下步骤进行：

步骤1、初始化：

步骤1.1、所述云服务提供商作为可信拍卖者并提供m种不同种类的虚拟机实例，其中，将第i种虚拟机实例的个数记为K_i，令第i种虚拟机实例的权重为w_i，1≤i≤m；

步骤1.2、假设第j个云用户请求m种虚拟机实例并提交自身的报价B_j＝k_j,b_j，其中，k_j表示第j个云用户请求的m种虚拟机实例的数量，且k_j＝{k_j¹,k_j²,...,k_jⁱ,...,k_j^m}，k_jⁱ表示第j个云用户请求的第i种虚拟机实例的数量，k_jⁱ∈[0,q_max]，q_max表示云用户所能请求的最大虚拟机实例的数量；b_j表示第j个云用户提交的m种虚拟机实例的单位报价，且b_j＝{b_j¹,b_j²,...,b_jⁱ,...,b_j^m}，b_jⁱ表示第j个云用户提交的第i种虚拟机实例的单位报价，且b_jⁱ∈[v_min,v_max]，v_min表示云用户提交的虚拟机实例的单位报价的最小值，v_max表示云用户提交的虚拟机实例的单位报价的最大值，则第j个云用户请求的所有虚拟机的总报价为

步骤1.3、定义拍卖的分配集合x＝{x₁,x₂,...,x_j,...,x_n}，x_j表示第j个云用户是否被分配虚拟机，初始化x＝0；若第j个云用户拍卖成功，则将x_j置为“1”，否则，保持x_j为“0”；

定义支付集合P＝{P₁,P₂,...,P_j,...,P_n}，其中，P_j表示第j个云用户的最终支付价格；

步骤1.4、定义取值区间Π的m维向量集合为Π^m，且其中，表示第e个单位结算定价向量，且表示第e个单位结算定价向量中第i种虚拟机实例的单位定价，Π＝[v_min,v_max]，1≤e≤L；

步骤2、计算收益：

步骤2.1、初始化e＝1；

步骤2.2、确定由第e个单位结算定价向量得到的获胜候选者集合

步骤2.2.1、初始化j＝1；

步骤2.2.2、利用式(1)和式(2)分别计算第j个云用户的报价密度和定价密度

步骤2.2.3、如果则将第j个云用户选为获胜候选者并加入获胜候选者集合中；

步骤2.2.4、将j+1赋值给j后，判断jn是否成立，若成立，则表示得到获胜候选者集合并令获胜候选者集合中获胜候选者的人数为h；否则，返回步骤2.2.2；

步骤2.3、所述可信拍卖者对h个获胜候选者进行随机排序，得到排列后的h个获胜候选者，并将排列后的h个获胜候选者的顺序用匹配随机串r表示；

步骤2.4、由第e个单位结算定价向量和匹配随机串r确定的获胜候选者排序，并根据虚拟机实例约束，确定获胜者集合W_e：

步骤2.5、利用式(3)计算所述可信拍卖者的收益作为第e个单位结算定价向量对应的收益：

式(3)中，B表示n个云用户提交的自身报价集合，即B＝{B₁,B₂,...,B_n}，K表示m种虚拟机实例的数量集合，即K＝{K₁,K₂,...,K_m}；

步骤2.6、将e+1赋值给e后，判断e＞L是否成立，若成立，则表示得到L个单位结算定价向量对应的收益，否则，返回步骤2.2；

步骤3、使用指数机制选择最终单位结算定价向量

从m维向量集合Π^m中选取满足式(4)的最终的单位结算定价向量

式(4)中，M(B,K,r)表示指数机制，ε表示隐私预算，Δ表示敏感度，且Δ＝m·q_maxv_max，表示m维向量集合Π^m中任意一个单位结算定价向量；表示最终的单位结算定价向量对应的收益；表示任意一个单位结算定价向量对应的收益；

步骤4、将所述最终的单位结算定价向量所对应的获胜者集合作为最后的获胜者集合W^*并得到所请求的所有虚拟机，且最后的获胜者集合W^*中每个获胜者需要支付的价格为其中，表示最终的单位结算定价向量中第i种虚拟机实例的单位定价。

2.根据权利要求1所述的异质虚拟机分配方法，其特征是，所述步骤2.4是按如下过程进行：

步骤2.4.1、定义排列后的h个获胜候选者中的当前位置为loc，并初始化loc＝1；

步骤2.4.2、判断loc＝1是否成立，若成立，执行步骤2.4.3；否则，执行步骤2.4.4；

步骤2.4.3、分别比较当前位置loc的获胜候选者请求的每种虚拟机实例数量与可信拍卖者提供的每种虚拟机实例数量之间的关系，如果请求的每种虚拟机实例数量都不超过提供的每种虚拟机实例数量，则表示当前位置loc的获胜候选者为获胜者，并令x_loc＝1；否则，保持x_loc＝0；然后执行步骤2.4.5；

步骤2.4.4、分别计算当前位置loc的获胜候选者请求的每种虚拟机实例数量与前loc-1个获胜候选者中获胜者的每种虚拟机实例数量之和，如果每种虚拟机实例数量之和都不超过可信拍卖者提供的每种虚拟机实例数量，则表示当前位置loc的获胜候选者为获胜者，并令x_loc＝1；否则，保持x_loc＝0；

步骤2.4.5、将loc+1赋值给loc后，判断loc＞h是否成立，若成立，则表示得到所有获胜者并构成获胜者集合W_e，否则，返回步骤2.4.4。