matsumoto m

調和系修士２年

松本崇志

参加者の匿名性を考慮した

CPUリソースオークションに関する研究

背景

参加者の個人情報－入札履歴

参加者間の匿名性－ライバル企業

問題点

Sun Microsystems & Archipelago Holdings , Grid Computing, etc

企業間でのCPUリソースの売買

売買価格の問題 ⇒ ダブルオークション

1C 2C

3C 4C

参加者 iC

オークショナー

・マッチング後

入札者の特定

・入札の秘匿性

・入札値の公開

・設備コストの削減・売買での利益 etc

不正防止（オークショナー、参加者）

目的参加者の匿名性を考慮したＣＰＵリソース

オークションシステムの提案、及び構築

参加者

・売り、買い

・取り消し匿名入札


入札のマッチング

: 入札の種類

: 入札値

: リソースの規模

・

・

・

・

: 参加者識別情報

iblock

itype

iprice

iID

入札に用いる情報

匿名送信法


？

1C 2C3C 4C

参加者 iC

マッチング後匿名入札

・入札方法

・入札情報の送信法

取引方法

、、は

全ての参加者に公開 iprice

itype iblock

売り・買い入札法

オークショナーへ入札情報を送信

マッチング後も入札者を特定できない

匿名送信法


？

1C 2C3C 4C

参加者 iC

1block

1type

1price

1ID

入札時間

1IDtimeone -

1IDハッシュ値

・公開

・マッチング

1type

1price

1block

timeone -

1ID

itypeiprice

iblock

timeone -

iID

…

入札者

は入札者を特定

匿名性を考慮した情報を用いる

iID

匿名入札


他の参加者に入札者情報を送信


1C 2C3C 4C

参加者 iC

iIDSSS

iIDSSS

iIDSSS…

timeone -

iID

timeone -iID

hash

iIDSSStimeone -

iID

hash ？？？

秘密分散法（SSS）

1

)(modk

j

j

iji pxrSw

…

k個以上

1w 2w nw3w

個未満 k

S S

S

SSS

素数乱数乱数秘密情報 :.:.:.: pxrS ij

・分散符号化

・復号化

jlkl jl

lk

j

jxx

xwS

,11

S

nw

:秘密情報

:分散情報

ハッシュ値

iID

SSS RSA RSA RSA

iID

個以上 k

1type

1price

1block

timeone -

1ID

・公開

・マッチング

itypeiprice

iblock

timeone -

iID

…

iIDSSStimeone -

iID

hash

iIDSSStimeone -

iID

hash

iIDSSStimeone -

iID

hash

iIDSSStimeone -

iID

hash 人以上の参加者が共謀しない限り不正にを復元できない k

iID

入札者

匿名送信法


マッチング後の入札者の特定法


1C 2C3C 4C

参加者 iC

マッチング成立

iIDSSStimeone -

iID

hash

iIDSSStimeone -

iID

hash

iIDSSStimeone -

iID

hash

iIDSSStimeone -

iID

hash

入札者

1type

1price

1block

timeone -

1ID

・公開

・マッチング

itypeiprice

iblock

timeone -

iID

…

ハッシュ値

itype

iprice

iblock

timeone -

1ID

回収に気付く iID

SSS

timeone -iID

hash

不正に入札者を特定できない

回収後 iID

SSS

iIDSSS

iIDSSS

iIDSSS

iID

入札者を特定

SSS

匿名送信法


1C

2C3C

4C

参加者 iC

0num

0numrandomnumnum

を送信データに添付

)(mod Nnum

中継者間での覗き見

RSA公開鍵で暗号化

直接送信送信元から入札者がわかる

送信元から入札者の特定が困難

参加者間でランダムに複数回送信

入札者に達するのに時間がかかる可能性がある

0num

タイムリミットを加える

取引方法

匿名性を考慮した取引法


1C

2C3C

4C

参加者 iC

買い手売り手

処理

結果

中継

処理・結果をオークショナーが中継

取引相手がライバル企業

－トラブルの危険

処理内容が推測される可能性

－企業秘密の漏洩

実験

参加者

・タスクのスケジュールをランダムに与えるタスク：フィボナッチ数列の1～n項までの和の計算

- 8台のマシン (Windows machine:2, Linux machine:6)

実システムの中で動作するかの検証

・J2SDK 1.4.2_06 ・Cryptographic provider – JCSI 2.3

オークショナー - 1台のマシン (Windows machine:1)

提案手法を実装したダブルオークションシステムを構築

構成

・タスクの開始時間と規模（nの数）はあらかじめわかっている

設定

アイドル状態が、

・60分以上続く場合

で入札

・30～59分続く場合

で入札

・20～29分続く場合

で入札 3price

2price

1price

買い入札

タスクの残り時間が、

・30分未満の場合

で入札

・30～59分の場合

で入札

・60分以上の場合

で入札

1price

2price

3price

最安値の売り入札と、最高値の買い入札を優先して5秒おきにマッチングを行う

入札はひとつしか出せない

売り入札

一度にひとつの参加者にしか売れない

一度に複数の参加者から買うことができる

アイドル状態の場合自分のタスクを行ってる場合

入札規則

結果

:自分のタスク :他の参加者のタスク

各参加者のタスクスケジュール売買を行った場合

タスクの終了時間が大幅に削減

Ses44->47

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

分

Ses45->47

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

分

Ses46->47

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

分

Ses49->47

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

分

Ses50->47

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

分

Ses121->47

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

分

Ses122->47

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

分

Ses47

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

分

タスクの分散例

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

0

1 61 121 181 241 301 361 421 481 541 601 661

1C

2C

3C

4C

5C

6C

7C

8C

1C

2C

3C

4C

5C

6C

7C

8C

8C

2C

3C

4C

5C

6C

7C

1C

無駄なくCPUリソースを使用

単独で行った場合の総処理時間 (分 )

自分のタスクの総実行時間 (分)

他の参加者のタスク総実行時間 (分)

タスクの

総合実行時 (分)

買い総額売り総額差し引き額

180 50 227 257 126 278 152

210 56 275 331 236 302 66

240 99 203 302 117 213 96

240 102 194 296 174 199 25

300 69 239 308 219 251 32

360 93 211 304 250 250 0

540 98 199 297 425 227 -198

540 134 174 308 370 197 -173

1C

2C

3C

4C

5C

6C

7C

8C

結果

タスクが少ない参加者ー全体の処理時間が約1.5倍

タスクが多い参加者ー全体の処理時間を大幅に削減

タスク量が平均程度ー同程度の処理時間

まとめ

参加者の匿名性を考慮したオークションシステムの提案

提案手法の試作システムを構築

過半数の参加者とオークショーナーが共謀しないかぎり、

不正に入札者を特定することができない

現在出ている入札の入札値・リソースの規模は全ての

参加者に公開できる

参加者には取引相手がわからないまま、取引が行われる

CPUリソースの売買を行うことで、無駄なく使用できる

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