隐私意识市场的期权合同

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英文标题：
《Option contracts for a privacy-aware market》
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作者：
Maurizio Naldi, Giuseppe D\'Acquisto
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最新提交年份：
2015
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英文摘要：
  Suppliers (including companies and individual prosumers) may wish to protect their private information when selling items they have in stock. A market is envisaged where private information can be protected through the use of differential privacy and option contracts, while privacy-aware suppliers deliver their stock at a reduced price. In such a marketplace a broker acts as intermediary between privacy-aware suppliers and end customers, providing the extra items possibly needed to fully meet the customers\' demand, while end customers book the items they need through an option contract. All stakeholders may benefit from such a marketplace. A formula is provided for the option price, and a budget equation is set for the mechanism to be profitable for the broker/producer.
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中文摘要：
供应商（包括公司和个人消费者）在销售库存商品时可能希望保护其私人信息。根据设想，在这样一个市场中，私人信息可以通过使用差别隐私和期权合同得到保护，而隐私意识强的供应商则以较低的价格交付其股票。在这样的市场中，经纪人充当隐私意识供应商和最终客户之间的中介，提供完全满足客户需求可能需要的额外物品，而最终客户通过期权合同预订他们需要的物品。所有利益相关者都可能从这样的市场中受益。为期权价格提供了一个公式，并为该机制设定了一个预算等式，以使经纪人/生产者获利。
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分类信息：

一级分类：Computer Science        计算机科学
二级分类：Cryptography and Security        密码学与安全
分类描述：Covers all areas of cryptography and security including authentication, public key cryptosytems, proof-carrying code, etc. Roughly includes material in ACM Subject Classes D.4.6 and E.3.
涵盖密码学和安全的所有领域，包括认证、公钥密码系统、携带证明的代码等。大致包括ACM主题课程D.4.6和E.3中的材料。
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一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：General Finance        一般财务
分类描述：Development of general quantitative methodologies with applications in finance
通用定量方法的发展及其在金融中的应用
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PDF下载：
--> Option_contracts_for_a_privacy-aware_market.pdf (271.4 KB)

2022-5-9 05:36:13 上传

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关键词：Quantitative Cryptography Differential Intermediary Applications

隐私意识市场的期权合同Maurizio Naldipt。计算机科学与土木工程学院，Italynaldi@disp.uniroma2.itGiuseppeD\'AcquistoDpt。计算机科学与土木工程学院，Italydacquisto@ing.uniroma2.itABSTRACTSuppliers（包括公司和个人消费者）在出售库存物品时可能希望保护其私人信息。根据设想，在这样一个市场中，私人信息可以通过使用差别隐私和期权合同得到保护，而隐私保护再提供者则以较低的价格交付其股票。在这种情况下，经纪人充当privacyaware供应商和最终客户之间的中间人，提供完全满足客户需求可能需要的额外物品，同时让客户通过期权合同预订他们需要的物品。所有利益相关者都可能从这样的市场中受益。为期权价格提供了一个公式，并为经纪人/生产商提供的机制设置了邻接方程。类别和主题描述词。2.8[数据库管理]：数据库应用程序统计数据库；J.4[社会和行为科学]：经济学关键词差异隐私、期权合同、供应链1。介绍在市场上处理隐私问题时，重点往往放在客户的隐私上，他们可能不想透露任何私人细节，甚至不想透露他们正在购买的物品。设计平台是为了在私有数据的整个生命周期内强制执行客户的隐私要求[5]。客户隐私市场有望出现[9]。相反，很少有人注意到供应商希望保护其私人信息。

通常情况下，一家公司可能希望选择向其客户提供的信息级别，但电子商店的广泛采用揭示了公司运营的许多细节，不仅是对潜在客户，而且对所有访问2015年德国德累斯顿狂欢节的人。电子商务平台，包括竞争对手。此外，供应商现在可能不仅是公司，而且是希望销售他们碰巧拥有的产品的个人（prosumer）[12]。然而，公司可能希望对其数据（例如，给定产品的库存水平）保密。同时，作为供应商的个人可能不希望被授权并对他们碰巧拥有的产品保密。定义一个供应商可以销售其产品同时保留隐私的市场是一个相关的问题。在本文中，我们声称，通过使用不同的隐私机制和最终客户签署的期权合同，可以为所有利益相关者（经纪人/生产者、隐私意识供应商和最终客户）建立这样一个市场。我们通过识别所有相关现金流来定义这样一个市场。我们为期权合同的价格提供了一个公式，并为该机制设定了经纪人的预算公式。论文的结构如下。第2节描述了市场，而第3节推导了期权价格，并用于为第4.2节中的经纪人设定总体预算等式。市场定义让我们考虑一个供应商数据库，在这个数据库中可以获得关于一组产品可用性的信息，但供应商在某种程度上是经过筛选的。供应商可以是其典型业务线不包括这些产品或希望去除一些剩余产品的供应商，也可以是碰巧拥有这些产品的个人（prosumer）。

例如，数据库可以包含每个供应商可供出售的商品数量，因此数据库中所有供应商的垂直总和将告诉我们可供出售商品的总数。这种数据库提供了init中包含的实体的统计信息，称为统计数据库[11]。然而，在统计数据库中发布统计信息可能会损害个人贡献者的隐私。但供应商可能不希望泄露这些信息；例如，他们不希望竞争对手（可以访问数据库）知道他们的库存水平，或者，作为个人，他们不希望被告知他们拥有的物品。如果供应商希望被筛选，策展人可能会坐在用户、查询和数据库之间。策展人可能会修改对这些问题的回复，以保护投稿人的隐私[2]，例如，这样就不会确切地告诉我们哪个供应商可以向我们提供这些项目，或者集合中有多少项目可用。数据库并没有提供确切的数字，而是为我们提供了一个模糊的数字，这或多或少接近于准确的数字。实现不同隐私的一种机制是使用噪声和：对计数查询的响应是真实图形和一些噪声的总和[3]。因此，使用统计数据库加上使用噪声总和可能会保护供应商的私人信息。当终端客户需要大量商品时，围绕这些商品实际可用性的不确定性不允许成交。在存在此类私有限制的情况下，我们假设市场可以通过引入经纪人/生产商和使用期权合同来发展。让我们考虑一下终端客户需要叉子的情况*项目。经纪人承诺向他们提供所需的物品数量。

事实上，经纪人可以通过自己生产这些产品（以单位生产成本cp）或求助于隐私意识强的供应商来采购这些产品，这些供应商的可用性是通过前面提到的统计数据库得知的。如前所述，关注隐私的供应商不会发布有关其产品可用性的完整信息，而是发布一个模糊的数字^k，这通常不同于他们可以提供的物品的真实数量k（尽管经纪人可以通过贝叶斯分析获得真实数量的确切估计[7]）。有隐私意识的供应商享有的隐私权反映在他们的广告价格中。隐私提醒再供应商设定的价格取决于模糊程度（即隐私保护）：模糊程度越高（由附加噪声的方差体现），价格越低。假设cs<cp，经纪人有一个真正的优势，可以通过关注隐私的供应商以更低的cs价格采购许多物品，并通过设定较低的终端价格将部分好处转移给终端客户。如果物品的可用性不足以满足需求（k<k*), 经纪人/生产商生产剩余产品（但不享受降价带来的全部好处）。为了利用隐私意识强的供应商提供的服务，经纪人向统计数据库提交了一个查询，其中包含关于物品可用性的信息，并支付了一笔现金，然后收到了嘈杂的回复“k”。经纪人承诺购买所有可用的k物品，尽管它们可能超过实际需求k*. 当实际可用邮件数量被披露（在交付时）时，它向隐私保护再提供者支付总金额csk。如果需求已满（k>k*) 经纪人不必出示任何物品；否则，经纪人必须出示k*-k按单位成本计算的项目。

由此产生的供应链如图1所示。然而，对于经纪人/生产商来说，这种程序并非没有风险，一方面，经纪人/生产商承诺向其客户提供所需物品，但另一方面，经纪人/生产商受制于隐私意识强的供应商交付的物品的不可知可用性所决定的不确定性，风险源于购买所有可用物品的承诺，如果需要，以更高的成本生产剩余的月饼。因此，经纪人/生产商必须对冲此类风险。我们建议的一种方法是采用期权合同，这将在下一节中介绍。3.期权合同如前一节所述，经纪人/生产商在竞争意识供应商经纪产品（降价）客户k*项目生产商（k*-k）+项目开发商/生产商图1：供应关系为了以更低的成本满足客户需求，通过降价将其转移给最终客户时，会面临风险。它需要永远对冲这种风险。在本节中，我们描述了一种基于期权合同的机制，它可以通过这种机制实现这种保护。由于最终受益于隐私意识供应商的利益相关者是终端客户，经纪人/生产商可能会将部分风险转移给他们，要求他们支付价格，以获得以预定较低价格（即预订费）购买所需数量商品的权利。在金融市场中，这是一种看涨期权，因为它赋予终端客户购买权[4]。

然后，终端客户需要订阅看涨期权，以确保以更低的价格获得正确数量的商品。期权合同中的一个关键问题是设定正确的价格。在典型情况下，为期权合同支付的金额预计将取决于待售利润的当前价值、行使期权时支付的预定价格，以及从期权合同承销到行使时间这段时间内项目价值的预期行为。Black-Scholes公式[1]给出了一种简单的定价形式，但这里将推导出一种为上下文量身定制的定价形式。在[8]中，分析了必须购买超过需求的物品的风险，并推导出了以下定价公式，其中拉普拉斯噪声被加在一起形成噪声和[10]：popt=Ekh（k）- K*)+cs |^ki=cs（^k）- K*)++2λe-λ|^k-K*|,（1） 其中λ是拉普拉斯分布的形状参数：λ越小，差异越大。该表达式只考虑了购买隐私保护供应商提供的多余物品的额外成本的风险转移，不考虑客户支付的最终价格。从等式（1）中可以看出，价格基本上是多余物品实际数量的成本加上一个术语，该术语解释了数据库响应中引入的噪声，并随着λ朝着完整性的方向增长（即，随着隐私级别的降低）而消失，并且宣布的可用物品数量离需求越来越远。在图2中，我们可以看到λ和cs=1的三个不同值的期权价格如何变化。

仅当申报的商品数量接近需求时，实际过剩商品数量的成本差异就非常显著-20-10 10 20申报超额项目05101520期权价格λ=0.25λ=0.5λ=0.75图2：期权价格我们可以将这种差异视为支付的溢价，以弥补拉普拉斯噪声带来的不确定性。定义premiumX=cshEk（k- K*)+- （k）- K*)+i（2）我们在图3中显示了图2中报告的同一病例。我们发现，当申报物品的数量与需求完全相等时，保费就会达到最大值：当嘈杂的响应似乎完全满足需求时，不确定性的影响和风险保护的成本会更高-20-10 10 20申报的超额项目00。511.52Premiumλ=0.25λ=0.5λ=0.75图3：Premium4。经纪人预算第3节中报告的期权价格只是经纪人、隐私意识供应商和最终客户之间互动的经济组成部分。为了检验经纪人/生产者的市场机制的可行性，我们必须有一个整体的观点。

在这一部分中，我们回顾了与经纪人/制作人有关的所有现金流，并编写了一个预算等式。经纪人的费用表示为：o查询的固定缴款，取决于噪音差异；oprivacyaware再供应商提供的每件商品的单价Csoprivacyaware供应商交付的商品不足时，为满足需求而必须生产的每件商品的内部单位成本Cp。另一方面，收入是：o期权价格popt，让其最终客户有机会从隐私意识供应商提供的低价商品中获益；o交付给最终客户的每件商品的单价。生产商的总体利润为B=popt+k*· 附言- cq- k·cs- （k）*- k） +cp（3）在进入预算等式的项目中，我们已经在第3节推导出了期权价格的初步表达式（不考虑最终价格）。至于查询成本cq，目前我们认为它是一个固定数量，但对于线性查询，在[6]中提出了无套利定价机制。

同样，尽管在下文中我们假设csto是固定的，但我们预期它是不同隐私级别的函数。如果经纪人提前知道隐私意识供应商交付的物品的实际数量，它可以将最终价格psso设置为达成一个协议：ps>cq+k·cs+（k*- k） +cp- poptk*（4） 不幸的是，事实并非如此，等式（4）包含了一个由于k而产生的随机成分。如果我们寻找一个能够在平均值上提供利润的价格，并回顾等式（1），最终价格可以计算如下（为简单起见，我们省略了对申报数^k的所有预期值的条件）ps>cq+Ek[k]·cs+Ek[（k*- k） +]cp- poptk*=cq+k·cs+Ek[（k）*- k） +]cp- 埃克（k）- K*)+csk*（5） 再次假设期权价格计算中附加噪声的拉普拉斯分布，我们可以得到k[（k*- k） +]=K*-^k++E-λ|^k-K*|2λ-E-λ^kK*+λ（6） 将该表达式引入方程（5）并重新排列，我们得到最终表达式ps>cq+^k·cs+cpK*-^k+- 反恐精英^k- K*+K*+（cp）- cs）e-λ|^k-K*|2λ-cpe-λ^kK*+λK*（7） 为了获得设定最终价格的实用机制，我们希望引入询价价格CQ和隐私感知供应商价格Cs对不同隐私水平的依赖性。5.利益所有利益相关者预计将从这样一个市场的存在中受益。有隐私意识的供应商可以销售他们的产品，同时保护他们的隐私。虽然他们希望以更低的价格销售，但他们可以决定混淆级别（即隐私保护级别），并在隐私和利益之间建立所需的交易。另一方面，经纪人/制作人可以从其双重角色中受益。作为生产商，它可以以当前价格销售产品，但可以通过出售期权获得额外的收入。