An Efficient Privacy Preserving Spectrum Sharing Framework for Internet of Things
An Efficient Privacy Preserving Spectrum Sharing Framework for Internet of Things
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一种高效的隐私保护物联网频谱共享框架
DOI：
10.1109/access.2020.2974227
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发表时间：
2020-02
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Celimuge Wu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiaoyan Wang;MASAHIRO UMEHIRA;Biao Han;Hao Zhou;Peng Li;Celimuge Wu
预计到 2020 年，物联网 (IoT) 设备将增加到 200 亿台。如何实现物联网 (IoT) 设备的正常工作所需的带宽和无线电信道来自何处，这一问题随之而来。人们普遍认为 6GHz 以下的频谱很容易用于各种物联网应用。但目前它几乎已全部分配给不同类型的系统，其中一些系统的频谱利用率极低。为此，最近提出了频谱共享方法，将现有运营商未充分利用的频谱动态重新分配给二级用户和交易所以获取利润。为了激励现有运营商以高效且有利可图的方式共享频谱，人们广泛讨论了基于拍卖的机制。现有研究大多提出利用真实拍卖机制来共享频谱，其中二级用户的主导策略是出价其真实估值。但实际上，暴露真实估价的风险很大，因此对用户的出价价格保密非常重要。在本文中，我们利用 ElGamal cyptosystem 提出了一种有效的物联网隐私保护频谱共享框架。所提出的方案向拍卖师和其他用户隐藏用户的出价。通过广泛的评估结果，我们表明所提出的框架可以以可接受的通信和计算开销为代价实现良好的频谱利用效率和用户满意度。
Internet of Things (IoT) devices are forecasted to increase to 20 billion by the year 2020. Questions are arising as where the bandwidth and radio channels come from to make it all work. It is a common belief that the spectrum under 6GHz is easy to use for various IoT applications. However, currently it has been almost fully allocated to different kinds of systems, some of which suffer from an extremely low spectrum utilization ratio. To this end, spectrum sharing approach has been proposed recently, which dynamically redistributes the incumbents’ underutilized spectrum to secondary users and exchanges for profit. To incentivize the incumbent to share the spectrum in efficient and profitable ways, auction based mechanisms are extensively discussed. Most of the existing researches propose to share the spectrum by utilizing truthful auction mechanism, in which the secondary users’ dominant strategies are to bid their true valuations. However in reality, exposing true valuation is very risky and thus keeping user’s bidding value confidential is of great importance. In this paper, we propose an efficient privacy preserving spectrum sharing framework for IoT by utilizing ElGamal cyptosystem. The proposed scheme hides the user’s bid from both the auctioneer and other users. By extensive evaluation results, we show that the proposed framework could achieve good spectrum utilization efficiency and user satisfactory ratio, at the cost of acceptable communication and computation overheads.
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DOI：
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发表时间：
1985
期刊：
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影响因子：
--
作者：
T. Elgamal
通讯作者：
T. Elgamal
影响因子：
12.9
作者：
Zhang Lin;Liang Ying-Chang;Xiao Ming
通讯作者：
Xiao Ming
DOI：
10.23919/apcc.2017.8303975
发表时间：
2017-12
期刊：
2017 23rd Asia-Pacific Conference on Communications (APCC)
影响因子：
--
作者：
Xiaoyan Wang;M. Umehira;Peng Li;Yu Gu;Yusheng Ji
通讯作者：
Xiaoyan Wang;M. Umehira;Peng Li;Yu Gu;Yusheng Ji
DOI：
10.1007/978-3-8348-9329-1_2
发表时间：
2010
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
M. Loebl
通讯作者：
M. Loebl
DOI：
10.2307/3616070
发表时间：
1973-12
期刊：
The Mathematical Gazette
影响因子：
--
作者：
K. Fraughnaugh
通讯作者：
K. Fraughnaugh