基于博弈论的交换协议理性和公平性分析

论文摘要

随着网络的普及、信息技术和电子商务的蓬勃发展,电子商务协议的研究越来越深入。交换协议是电子商务协议中很重要的一部分,通过对交换协议的建模和形式化分析来研究交换协议的设计和检测协议中的潜在问题。公平交换协议为了确保协议参与方的公平性,在协议执行过程中增加可信第三方来参与交换或者很复杂的通信计算来保证其实现。而理性交换协议尽管不保证公平性,但可确保理性参与者没有理由不去遵守协议且不需要可信第三方参与交换或以更少的通信计算。本文首先对交换协议及其形式化的研究与发展做了综述,并着重介绍了博弈论。本文的主要工作是应用博弈论对理性交换协议和公平交换协议进行建模和形式化分析。在这个模型中,理性交换协议和公平交换协议被当作是协议参与方进行相互通信的博弈过程的策略集合,并且给出了理性交换和公平交换在内交换协议的各种性质的形式化定义。最重要的是,利用协议博弈中子博弈精炼纳什均衡的定义对理性交换做了形式化定义,并与Buttyan模型做了比较。公平性则定义在不完全信息的协议博弈及相应的博弈树上。根据这个模型以及这些形式化定义,通过对Syverson协议和ASW协议的建模和形式化分析演示了如何运用协议博弈模型去证明已有的理性交换协议和对公平交换协议的潜在问题的发现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1. 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 交换协议的研究现状
• 1.3 本文研究内容和成果
• 1.4 论文章节安排
• 2. 公平交换协议与理性交换协议
• 2.1 交换协议
• 2.2 公平性交换协议
• 2.3 理性交换协议
• 2.4 本章小结
• 3. 协议形式化工具—博弈论
• 3.1 博弈论发展
• 3.2 博弈论概念
• 3.3 博弈种类
• 3.4 扩展博弈
• 3.4.1 完全信息扩展博弈
• 3.4.2 不完全信息的扩展博弈
• 3.4.3 策略与策略组合
• 3.4.4 纳什均衡
• 3.4.5 子博弈精炼均衡
• 3.5 博弈论与协议分析
• 3.6 本章小结
• 4. 理性交换协议的博弈模型
• 4.1 理性交换协议
• 4.2 理性交换的博弈模型
• 4.2.1 参与人集合N
• 4.2.2 动作集
• 4.2.3 参与人函数
• 4.2.4 支付函数
• 4.2.5 子博弈协议
• 4.2.6 博弈树
• 4.2.7 理性交换的形式化定义
• 4.3 Syverson协议
• 4.4 与Buttyan模型的比较
• 4.5 本章小结
• 5. 公平交换协议的博弈模型与分析
• 5.1 公平交换协议
• 5.2 公平交换协议的博弈模型
• 5.2.1 参与人集合N
• 5.2.2 动作集
• 5.2.3 信息集
• 5.2.4 参与人函数
• 5.2.5 支付函数
• 5.2.6 博弈树
• 5.2.7 公平性的形式化定义
• 5.3 ASW协议的分析
• 5.4 博弈树的算法
• 5.5 本章小结
• 6. 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 进一步展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢