专利名称：基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法
技术领域：
本发明涉及一种基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，属于电子商务领域。
背景技术：
拍卖的数学理论研究已经深入的进行了几十年，网上拍卖作为一种新型的电子商务模式已经不再陌生。众所周知，拍卖中存在许多安全问题，拍卖需要满足以下的安全要求:1.匿名性:竞标人不能在拍卖中被识别出身份；2.可追溯性:赢家必须在拍卖结束后被公开；3.没有虚构:不能冒充别的竞标人；4.不可伪造性:不能伪造一个有效的出价；5.不可抵赖性:竞标人不能否认出价；6.公平性:必须被管理员认证；7.公开验证性:每个人都可以检查出价人的身份并且可以确认他们的出价是不是有效的；8.每一轮的拍卖都不关联:不能把不同回合的拍卖里的同一个人出价联系起来。按照出价的开放与否电子拍卖可以分为公开招标(open-bid auctions)和密封招标(sealed-bid auctions)，密封招标在竞价结束之前各位竞价者的出价一直保密。从另一个角度，又可以分为单边拍卖(one-sided auction)和双边拍卖(two-sided/doubleauction),单边拍卖中一个卖家(买家)接受来自多个买家(卖家)的出价，是“一对多”的形式；在双边拍卖中多个买家和卖家可以出价和接受竞价，是“多对多”的形式。单边密封式电子拍卖协议长时间的研究积累和实践，取得了较多的研究成果，有很强的实用性和安全性保障，而且越来越多的研究开始考虑利用各种密码学技术手段来保证投标的安全性，t匕如零知识证明和多方安全计算手段等，这些技术提供了比简单的加密技术更强的出价隐私和赢家公开验证性。现有的拍卖方式均是单属性拍卖。例如，申请号为200910131681.4及201110329533.0的中国发明专利申请都是单属性拍卖模型。但随着市场需求的不断深入，单一价格属性作为决定性主导因素来决定拍卖赢家的拍卖方式不再满足需要，多属性拍卖与单一价格属性拍卖相比，买卖双方都能在多属性拍卖中获得更大利益。多属性拍卖逐渐成为拍卖理论研究的热点。这些研究热点主要集中在:赢家决定的计算复杂度问题，买家采购花费问题，卖家的成本函数问题，bid的结构和配置问题，赢家的个数问题等方面。这些方面基本上都围绕着多属性拍卖中赢家决定这一模型理论研究核心问题，现有技术中共有4种主要方式决定赢家:1.定义各种效用函数；2.模糊多属性决策算法；
3.预订价方程技术；4.通过计算与理想投标的偏差度和与最不理想投标的偏差度。目前的大多数研究者将所有的定量的属性和定性的属性最终都通过线性效用方程转化成数值并通过比较大小决定最终赢家，如申请号为US20120246020和US2010324974A1的专利申请所分别公开的一种多属性拍卖的方法和系统。但是并不是所有的基于定量的属性和定性的属性的投标都可以通过效用函数完全转化为数值比较。比如，现有技术中定义的多属性的投标包含价格属性和非价格属性两部分，第i个供应商的投标结构如下Xi = (Xil-Xi2),其中Xil含有M个项，每个项中含有价格和数量对，如Xil ={(Pn, Qn)，…，(Pim，Qiffl) I，Pij为价格，Qij是相对应的数量。其它K个非价格属性，描述为Xi2 = {xi2i,...，Xi2kI，这其中非价格属性都被定义在[1-10]之间的整数来表示等级，10表示最高级，I表示最低级。价格和数量之间的关系和定性属性之间具有独立性，即使可以定义定性属性之间的依赖关系，但是却无法表达定性属性对于定量属性的影响关系。此外，由于一些定性属性之间的对等关系，这些定性属性不能被简单划分为等级，在实际情况中，定性属性之间的关系非常复杂。比如，A集合中有3个属性a、b、c，这三个属性都是定量的数值，每个属性都有自己的权值(相当于在评估中的重要性)，a*权值+b*权值+c*权值这种是线性的,但a和b的结合，b和c的结合对这个评估的影响如何体现呢？如何算出这个权值呢？如果是在η个属性的情况下，2个属性的结合，3个属性的结合等等的影响如何体现呢？这些都无法准确或者很难用量化的形式去描述，这种线性的评估方程是解决不了的。此外，目前多属性拍卖的研究热点主要为经济学的角度考虑买方和卖方的收益问题，模型上的计算复杂度问题，没有考虑这些多属性拍卖模型和协议的其他市场特性，比如信息安全特性。虽然《Secure Mult1-attribute Procurement Auction》提出了一个安全的多属性拍卖模型，该模型利用线性效用函数来决定赢家，并利用同态加密(homomorphicencryption)等技术实现了投标保密性和赢家公开确认性。《一种暗标叫价的多属性拍卖方法》也通过改进安全的暗标叫价多属性拍卖方案(SAMAV)提出了安全的多属性拍卖方案，在兼顾拍卖的效用和策 略的情况下，利用多方安全计算和零知识证明来保证协议安全性。《A New Secure Protocol for Multiattribute Mult1-round E-reverse Auction UsingOnline Trusted Third Party》利用ElGamal加密系统构造密钥链实现了多属性拍卖过程中的投标保密性等特性，未实现赢家的公开验证性。后来《Anonymity and verifiabilityin mult1-attribute reverse auction》利用 Parkes 拍卖模型中提供的 Paillier 同态加密技术实现了投标的安全性和公开验证性。但是以上这些安全的电子多属性拍卖模型都是假设所有的投标都可以最终转化为定量的线性效用方程，并利用了同态加密的性质，最终将安全计算问题都归结为量化数值在同态加密保护状态下的比对问题。而基于定性投标的赢家决定方式中需要的安全计算方式与利用定量投标的效用方程模型决定赢家算法中需要的安全计算方式完全不同，即现有技术中还没有为解决基于定性投标的赢家决定方式需要的安全计算方式，以确保封闭定性投标的出价隐私保护和公开验证性。另外，文献《ANew Secure Protocol for Mult1-attribute MultiroundE-reverse Auction Using Online Trusted Third Party》 和《Anonymity andverifiability in mult1-attribute reverse auction》分别公开了一种基于定量的多属性拍卖方法，但是其存在以下缺陷:
安全性较差，bid隐私保护较弱，不能从拍卖开始到结束始终保持bid的不公开；不支持定量和定性属性的混合，只支持单纯的定量属性拍卖；数据处理时间较长，效率较低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，它可以有效解决现有技术中存在的问题，尤其是现有的多属性拍卖中将所有的定量的属性和定性的属性最终都通过线性效用方程转化成数值并通过比较大小决定最终赢家，由于某些定性属性或者定性属性的结合无法准确或者很难用量化的形式去描述，因而无法采用线性效用方程从根本上来有效解决多属性拍卖的问题。为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:一种基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，包括以下步骤:SI，交易甲、乙方终端设备从认证机构服务器分别获取一把公钥和一把私钥，依据pailIier算法加密；S2，交易甲方终端设备根据参与拍卖属性集合，构建喜好排名集合，并将该喜好排名集合发送至公告版服务器；S3，交易乙方终端设备构建bid集合，…，并用其中的每个bid构建一个插值多项式/；<X) =b-…(x-;用密钥加密差值多项式的
参数，并在公告版服务器上公布插值多项式的加密参数( ,, )，1、)，...，I'-,K ( ,)，其中，所述的bid集合中的 元素均描述为定性的，Si表示多个交易乙方中的任意一个，t表示bid集合的势，()为其中任意乙方集合中的一个bid, I ^ j ^ t ；S4，交易甲方终端设备构建bid集名…久卜交易甲方终端设备
对交易乙方插值多项式的加密参数进行运算:Csu= E'(rs".1凡)+ %)，并公布运算结
果信息(C5,.^丑(1));其中，t为bid集合的势，Oc为任意乙方集合中的一个bid，
I彡j彡t，1为甲方第j个元素发生的随机数，％wCf()为甲方的签名方程，HO为甲方采用的哈希方程；S5，交易乙方终端设备从公告牌获取交易甲方的运算结构，进行第二次运算:K1 并在公告牌上公布运算结果信息:5其中，DssO为乙方的解
密过程，凡^()为乙方的解密过程；S6，交易甲方终端设备根据第二次运算的结果，若.)="('.)，则根据喜好排名集合得拍卖赢家。步骤S4中，交易甲方终端设备对交易乙方插值多项式的加密参数进行运算时，若给定密文C1 = E (HI1), C2 = E (m2),则密文Cf = E (Hi^m2)可以在没有私钥时计算得到；若给定密文c = E(m)和一个随机数r，密文Cf = E(rm)可以在没有私钥时计算得到；交易甲方终端设备利用同态加密的性质对卖家插值多项式的加密参数进行运算:
权利要求
1.一种基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，其特征在于，包括以下步骤: Si，交易甲、乙方终端设备从认证机构服务器分别获取一把公钥和一把私钥，依据pailIier算法加密； S2，交易甲方终端设备根据参与拍卖属性集合，构建喜好排名集合，并将该喜好排名集合发送至公告版服务器； S3，交易乙方终端设备构建bid.、从I = {0S[t Aia,-Au }，并用其中的每个bid构建一个插值多项式=
2.根据权利要求1所述的基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，其特征在于，步骤S2中采用TOPSIS方法进行喜好排名。
3.根据权利要求2所述的基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，其特征在于，步骤S3中所述的bid集合中的元素为定性的属性或定量的属性或定性的属性与定量的属性的结合。
4.根据权利要求3所述的基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，其特征在于，若bid集合中的元素为定量的属性或定性的属性与定量的属性的结合，则通过TOPSIS法将定量的属性转化为定性的属性。
5.根据权利要求1所述的基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，其特征在于，所述的通过TOPSIS法将定量的属性转化为定性的属性具体包括: a.对评价指标进行打分，并将打分结果表示成数学矩阵形式，建立特征矩阵:
6.根据权利要求5所述的基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，其特征在于，步骤c中，采用Delphi法、对数最小二乘法、层次分析法或熵法确定权重。
7.根据权利要求1所述的基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，其特征在于，交易乙方通过) = ) 来验证赢家。
全文摘要
本发明公开了一种基于定性投标的多属性封闭出价在线拍卖方法，包括S1，交易甲、乙方终端设备获取公钥和私钥；S2，交易甲方构建喜好排名集合，并将该喜好排名集合；S3，交易乙方构建bid集合，并用其中的每个bid构建一个插值多项式；用密钥加密差值多项式的参数，并公布插值多项式的加密参数，所述的bid集合中的元素均描述为定性的；S4，交易甲方对交易乙方插值多项式的加密参数进行运算并公布运算结果；S5，交易乙方获取交易甲方的运算结构，进行第二次运算，并公布运算结果；S6，根据第二次运算的结果，判断拍卖赢家。本发明通过将多属性拍卖的过程用定性的模型进行解决，从而可以更准确的决定拍卖赢家。
文档编号G06Q30/08GK103198427SQ201310143559
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者史闻博, 王倩雯, 何德志, 王欣, 张骁, 杨寒 申请人:东北大学