时间尺度与选择倾向性协同作用下的演化博弈模型

针对合作行为的涌现与维持问题，基于演化博弈理论和网络理论，提出了一种促进合作的演化博弈模型。该模型同时将时间尺度、选择倾向性引入到演化博弈中。在初始化阶段，根据持有策略的时间尺度将个体分为两种类型：一种个体在每个时间步都进行策略更新；另一种个体在每一轮博弈后，以某种概率来决定是否进行策略更新。在策略更新阶段，模型用个体对周围邻居的贡献来表征他的声誉，并假设参与博弈的个体倾向于学习具有较好声誉邻居的策略。仿真实验结果表明，所提出的时间尺度与选择倾向性协同作用下的演化博弈模型中，合作行为能够在群体中维持；惰性个体的存在不利于合作的涌现，但是个体的非理性行为反而能够促进合作。     

5G微蜂窝网络中面向传输能效的分布式中继选择优化

提出了一种5G微蜂窝中面向业务传输能效的分布式中继选择优化方法。在满足用户自身传输需求的条件下以最小化传输能量消耗为目标,综合分析了用户业务传输需求、所处无线环境、中继服务节点的位置以及其他用户的决策情况,建立了业务传输知觉的中继选择分布式优化模型。构建了微蜂窝网络能效优化中继选择博弈模型,并证明了该博弈为精确势能博弈。本文设计了能效优化中继选择分布式优化决策算法,证明了算法的收敛性。仿真结果验证了所提博弈模型和学习算法的理论分析结论,表明了所提算法能以分布式决策的方式有效优化微蜂窝网络的中继选择结果,在满足用户传输需求的同时,减小了网络业务传输的能量消耗。     

资源受限移动边缘计算任务拆分卸载调度决策

研究带有计算访问点的多用户移动边缘计算环境中的多任务调度与卸载决策问题。为了降低移动设备端的能耗,并确保用户任务的延时需求,提出一种基于博弈论的任务卸载决策算法。为了求解博弈模型,将卸载博弈模型转换为势博弈模型,进而证明博弈存在纳什均衡解,并设计一种基于有限改进性质的分布式博弈方法寻找该纳什均衡解。实验结果证明,在不同的起始策略组合条件下,该博弈算法可以得到相对于对比算法更接近于理论最优解的系统总体最优代价。     

静态博弈模型下的无线传感器网络MAC地址分配算法

针对传感器网络地址分配过程中为了避免地址冲突而导致通信能耗较大的问题,提出了一种基于静态博弈模型的MAC地址分配算法MAAS.该算法将传感器节点看作博弈模型中的决策者,通过使模型达到纳什平衡来解决节点的MAC地址分配问题.在进行地址分配时,MAAS利用博弈模型中每个决策者可根据其邻居节点信息独立进行决策的性质,避免了节点在地址分配过程中发送大量的交互信息.实验结果表明,MAAS在保证较低冲突率的同时降低了地址分配过程中的通信消耗.     

基于互信息博弈的侧信道攻击风险评估模型

将互信息博弈理论引入密码芯片设计者(防御方)和攻击者的决策过程,建立一种互信息博弈的风险量化评估模型。考察攻防策略的选择对安全风险的影响,并结合互信息的量化方法,给出Nash均衡条件下攻防双方的优化策略选择方法及互信息收益。通过案例分析,验证了该策略的有效性。     

动态攻击网络Markov演化博弈安全分析模型

网络攻击或防御策略选取的随机性会导致系统状态变化的随机性,网络攻防的过程也定然是收益矩阵各不相同的多状态上的对抗。使用Markov决策过程对这一随机性进行刻画,将单状态的博弈模型扩展到多状态,形成了多状态多智能体的Markov演化博弈模型;在形式化建模的基础上,证明了均衡策略的存在;通过非线性规划的求解方法得到了攻防策略方案。最后以一个典型的企业网络攻防过程为例,使用该模型进行了仿真分析和推演,结果表明该模型符合实际应用,评估结果准确,有助于攻防博弈研究的发展。     

Ad Hoc网络中基于重复博弈的攻击预测模型

大多数入侵检测系统预测攻击行为能力较弱,不能实时主动地响应攻击。针对该问题,提出一种基于重复博弈的攻击预测模型。通过建立入侵者和入侵检测系统之间的阶段博弈模型,给出阶段博弈的纳什均衡,并求出重复博弈情况下的子博弈精炼纳什均衡。使用QRE模型预测攻击者和防御者在博弈阶段1~t中选择各种策略的概率,利用Gambit分析得出预测结果。基于GloMoSim的仿真结果表明,相比纳什均衡模型,QRE均衡模型的预测效果更好。     

Ad Hoc网络中基于惩罚机制的激励合作转发模型

由于Ad hoc网络中的节点受到自身处理能力、存储空间和电池能量等各种资源的限制,节点为了节省自身的宝贵资源经常会表现出自私性,因此激励自私节点之间合作转发成为Ad hoe网络重要的研究内容.为此,结合重复博弈理论的思想,首先建立邻居节点之间的单阶段博弈模型,得到对应的支付策略,并对该模型进行延伸,建立了无限重复博弈模...     

基于博弈论的异构融合网络接入选择方法研究

各种异构接入网络的无缝融合是下一代网络的显著特征之一,不同网络技术接入形式的多样化使得多网络接口的用户终端可自主选择对用户最为有利的接入网络(或SP,Service Provider)获得互联网服务.文中给出一种面向用户可视化可操作的异种网络接入选择实现机制,该机制采用一种量化接入系统服务质量的统一评价模型及基于最优用户性价比的网络选择决策方法,同时依据不同接入网络之间的合作与非合作关系以及SP与用户之间的竞争关系,引入博弈论方法建立网络价格策略的两种博弈模型,通过求解模型的纳什均衡价格及共谋价格,确定网络优化定价机制.仿真结果比较了异构网络融合环境下的各接入网络在非合作和合作博弈模式中的优化定价机制及获得的收益特性,并比较了不同博弈场景下用户选择接入网络的性价比.     

基于博弈论的多用户双向选择卫星异构网络算法

针对目前卫星异构网络选择算法较少且大多只考虑用户或网络一方满意度的问题,综合衡量用户和网络双方利益,提出了一种基于博弈论的卫星异构网络多用户接入选择算法。该算法通过在用户与网络之间建立博弈模型,利用层次分析法分别计算各决策因素权重,得到各类用户与网络各自可供选择的最优网络集或用户集排序,并通过双方博弈进行双向选择。仿真结果表明,该算法能够较好地解决多用户接入卫星异构网络问题,取得了网络与用户双赢。     

基于半张量积的企业创新网络演化博弈

当代经济环境下，创新已经成为企业生存发展的必要条件。将所有企业按规模分为大小两种企业，建立企业创新双层耦合网络，并研究了企业间的博弈过程。首先，运用矩阵半张量积方法，以“智猪博弈”为基本博弈，得到每一时刻各企业的策略，而非企业总体创新的比例；其次，根据收益函数得到整个企业创新网络的最优稳定纳什均衡点；最后，增加政府调控，改变博弈基本支付矩阵，从而达到最优稳定纳什均衡状态，即所有企业全部创新。     

企业、政府与公众公共健康提升激励机制演化分析

我国能源消费导致的环境污染严重影响公众的公共健康水平。在考虑公众公共健康损失赔偿的情况下,构建了企业、政府与公众的三方演化博弈模型以分析三方策略的选择机制及影响因素。演化博弈理论认为在三维空间区域内,三方没有收敛于某一结果的演化稳定策略。研究发现,在一定条件下,在三维空间的某一区域内,三方可收敛到理想的演化博弈稳定策略:{实行能源转型、企业监管、公众参与环境管理}。并用数值仿真展示了在理想演化博弈稳定策略情景下,不同政策决策参数对演化结果的影响。研究结果表明,在政府群体实行监管比例固定的条件下,公众群体参与环境管理比例越大或公众公共健康损失赔偿越大,企业群体演化与实行能源转型策略的速度越快。同时,讨论了政府补贴、税收减免、政府罚款对演化结果的影响,提出了相应的政策建议。     

无线传感器网络中基于效用的节点合作机制

在无线传感器网络中,由于能量和资源有限,不是每个节点都愿意为邻节点提供转发服务。讨论了无线传感器网络中自私节点的问题,提出了一个博弈模型,设计了一个基于节点信誉和能量的效用函数来监测恶意节点和自私节点,并鼓励节点中有更多的合作。在所提算法中,每个节点维护有邻节点的信誉表,参与转发的节点可以获得信誉作为奖励,而表现自私的节点则会丢失信誉作为惩罚。同时,转发会消耗节点能量,节点的信誉值和剩余能量必须都大于阈值才能在网络中共存。这样,恶意节点最终会被排除网络,自私节点则可以在激励下通过调整转发概率来避免被孤立。     

一种基于云模型的主观信任评价方法

如何通过直观、简单和有效的评价方法,辅助消费者完成网上交易中的信任决策,已成为该领域需要面对和解决的一个基本问题.在信任云的基础上,提出一种基于云模型的主观信任量化评价方法.使用主观信任云的期望和超熵对信任客体信用度进行定量评价,进而设计一种信任变化云刻画信任客体信用度的变化情况,为进一步的信任决策提供依据.对实验数据的分析表明,该方法能够有效地支持信任主体的主观信任决策过程,对主观信任评价研究进行了有益的探索和尝试.     

基于演化博弈的理性拜占庭容错共识算法

拜占庭容错算法(byzantine fault-tolerant)是保证区块链等分布式系统能够达成一致性的重要算法,其性能影响着系统的安全性和稳定性.针对现有共识算法存在效率低下和缺少激励机制等问题,提出了一种基于演化博弈的理性实用拜占庭容错共识算法.首先,通过引入信誉机制来确定节点在共识过程中的可信任度,以信誉值为理...     

图像配准的复制动力学方法

为了实现高精度图像配准,把单个像素看做参与博弈的局中人,将图像配准视为图像中各个像素与其周边像素的演化博弈过程。为了寻求博弈的均衡点,根据配准问题的特点,对复制方程进行修改,提出基于修改后的复制方程的图像配准方法。新方法是完全基于问题域建立起来的,能实现对任意形变的高精度配准,并且配准精度与分辨率无关。针对刚性形变的遥感图像和非刚性形变的医学图像进行了两组实验,结果表明了新算法的有效性。     

基于攻防博弈的网络防御决策方法研究综述

博弈论研究冲突对抗条件下最优决策问题,是网络空间安全的基础理论之一,能够为解决网络防御决策问题提供理论依据.提炼网络攻防所具备的目标对立、策略依存、关系非合作、信息不完备、动态演化和利益驱动6个方面博弈特征.在理性局中人假设和资源有限性假设的基础上,采用攻防局中人、攻防策略集、攻防动作集、攻防信息集和攻防收益形式化定义...     

一种基于旁听的机会网络路由算法

针对基于议价博弈的概率路由算法存在消息传送成功率提升偏慢、开销大、节点无序情况下竞争信道引起碰撞以及节点在多邻居状态下存在冗余交互的问题,提出一种基于旁听的机会网络路由算法—ORON。ORON算法通过旁听邻居节点信息,设计博弈策略使激励相容,节点对邻居与自身的交易状态进行分析,选择最佳策略,使得网络性能得到提升。仿真验证了ORON算法设计的有效性,结果表明：与基于议价博弈的现有路由算法GSCP相比,ORON算法的吞吐量和消息传送成功率至少提高了6.72%,而控制开销和平均端到端消息时延则分别降低了20%和3.55%以上。     

基于联盟区块链的供应链信息协同博弈研究

针对传统供应链信息不对称引发的额外库存成本及需求预测准确性差等损害各主体利润的问题,结合区块链去中心化、去信任、可追溯及信息无法窜改等优势,以制造商、销售商及两个第三方物流企业组成的三级供应链为研究对象,考虑采用区块链技术和不采用区块链技术两种情形建立链上企业间的博弈模型,分析博弈模型下各节点企业的最优策略。通过对比采用区块链技术前后的最优收益,明确区块链技术在供应链中的应用策略和应用条件,为供应链上下游企业间的合作共赢创造有利环境。最后通过数值分析验证了结论的正确性。