[論文レビュー] Option contracts for a privacy-aware market

Maurizio Naldi, Giuseppe D’Acquisto|arXiv (Cornell University)|Sep 22, 2015

Auction Theory and Applications参考文献 11被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、供給業者が微分プライバシーを用いて自社の在庫データを保護する一方で、ブローカーがオプション・コントラクトを用いて最終顧客に完全な納品を保証するプライバシー配慮型マーケットプレイスを提案する。ブローカーは、低コストでプライバシー保護された供給業者から調達し、供給の不確実性とプライバシー費用を考慮した最小顧客価格の式を設定することで利益を得る。

ABSTRACT

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.

研究の動機と目的

• 供給業者が在庫の詳細（在庫数や身元など）を明かさずに在庫を販売できるマーケットプレイスを設計すること。
• 統計データベースにおける微分プライバシーによるノイズ付加に起因する供給の不確実性という課題に対処すること。
• ブローカーがオプション・コントラクトと戦略的調達を用いて、最終顧客の需要を利益を上げながら保証できることを可能にすること。
• 供給の不確実性に起因するリスクを考慮した価格決定メカニズムを導出することにより、ブローカーが平均的に利益を得られることを保証すること。
• 供給業者、ブローカー、最終顧客の各経済的インcentiveとプライバシー保護のバランスを取ること。

提案手法

• 真の供給業者の在庫レベルを隠蔽するためにラプラスノイズを用いた微分プライバシーを採用し、供給業者のプライバシーを保護する。
• 最終顧客が実際に供給される数量に関係なく、k* 個の納品を保証するためのプレミアムを支払うオプション・コントラクトを採用する。
• 余剰在庫リスクとプライバシーに起因する不確実性を考慮したオプション価格の式を導出する。
• クエリコスト、供給業者価格、生産コスト、オプション収益を組み合わせたブローカーの予算方程式を確立する。
• 期待値とラプラスノイズの仮定を用いて、平均的な利益を保証する最小顧客価格の式を導出する。
• 微分プライバシーのレベルに応じて供給業者価格とクエリコストが変化することを導入し、トレードオフ最適化を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして、供給業者がプライバシーを守りながら在庫を販売できるマーケットプレイスを構築できるか？
• RQ2 プライバシー配慮型供給業者による供給の不確実性に起因する財務的リスクを防ぐために、最適なオプション価格は何か？
• RQ3 プライバシー保護された供給業者から低価格で調達する際、どのようにしてブローカーが利益を上げられるか？
• RQ4 供給の不確実性とプライバシーコストを考慮した場合、ブローカーの平均的利益を保証する最小の顧客価格は何か？
• RQ5 微分プライバシーの水準が、すべてのステークホルダーの価格設定と経済的インセンティブにどのように影響するか？

主な発見

• オプション価格は、実際の余剰在庫と微分プライバシー機構におけるノイズレベルの関数として導出され、プライバシーの低下に伴いリスク項が消滅する。
• ブローカーの予算方程式は、クエリコスト、供給業者価格、生産コスト、オプション収益をバランスさせることで、利益を保証する。
• 顧客向けの最小価格は、供給と需要の期待値を用い、不確実性をラプラスノイズ分布で組み込むことで導出される。
• 顧客向け価格の式には、プライバシー配慮型供給業者による供給不足の期待値と、残りの生産コストを補填するための項が含まれる。
• モデルは、供給業者がノイズ分散を調整することでプライバシー水準を自由に選べ、それと低い価格のトレードオフを実現できることを示している。
• すべてのステークホルダーが利益を得る：供給業者はプライバシーと販売の両方を獲得し、ブローカーはオプション収益とアービタージュで収益を得られ、顧客はより低い価格で納品保証を得られる。