[论文解读] 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 3

一句话总结

本文提出了一种注重隐私的市场机制，供应商通过差分隐私保护其私有库存数据，同时由中介通过期权合约确保最终客户获得完整交付。中介通过从低成本、受隐私保护的供应商处采购商品获利，并制定一个考虑供应不确定性与隐私成本的最低终端价格公式。

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.

研究动机与目标

• 设计一种市场机制，使供应商能够在不泄露库存水平或身份等私密信息的情况下出售库存。
• 解决由于统计数据库中差分隐私混淆导致的供应不确定性问题。
• 使中介能够通过期权合约和战略性采购，盈利性地保障最终客户的需求。
• 推导出一种定价机制，确保中介在面临供应不确定性时仍能实现平均盈利。
• 在保护隐私与为供应商、中介和最终客户创造经济激励之间实现平衡。

提出的方法

• 通过拉普拉斯噪声实现差分隐私，混淆真实的供应商库存水平，从而保护供应商隐私。
• 采用期权合约机制，最终客户支付溢价以确保获得k*件商品的交付，无论实际供应量如何。
• 推导出期权价格公式，考虑过剩库存风险与隐私引起的不确定性。
• 建立中介的预算方程，整合查询成本、供应商价格、生产成本与期权收入。
• 基于期望值与拉普拉斯噪声假设，推导出确保平均盈利的最低终端价格公式。
• 引入供应商价格与查询成本对差分隐私水平的依赖关系，实现隐私与成本权衡的优化。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何构建市场机制，使供应商在保护隐私的前提下出售库存？
• RQ2 何种最优期权价格可保护中介免受隐私感知供应商供应不确定性带来的财务风险？
• RQ3 中介如何在从受隐私保护的供应商处以较低价格采购时确保自身盈利？
• RQ4 在供应不确定性和隐私成本条件下，确保中介平均利润的最低终端价格是多少？
• RQ5 差分隐私水平如何影响所有利益相关方的定价与经济激励？

主要发现

• 期权价格被推导为实际过剩库存与差分隐私机制中噪声水平的函数，随着隐私保护程度降低，风险项趋近于零。
• 中介的预算方程通过平衡查询成本、供应商价格、生产成本与期权收入，确保了盈利能力。
• 通过使用供应与需求的期望值，并引入拉普拉斯噪声分布以处理不确定性，推导出终端价格的最低公式。
• 终端价格公式包含反映隐私感知供应商供应不足预期值的项，以及生产剩余部分的成本。
• 模型表明，供应商可自主选择隐私水平（通过噪声方差），并将其与更低价格进行权衡，实现隐私与利润的折中。
• 所有利益相关方均受益：供应商获得隐私保护与销售机会，中介通过期权与套利获得收入，客户则以更低价格获得交付保证。