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基于奇偶位图草图(PBS)的空间与计算高效集合调和

数据库 2020-08-18 v3 数据结构与算法

摘要

集合调和是一个基本的算法问题,出现在许多网络、系统和数据库应用中。在该问题中,两个大的对象集合A和B(比特币、文件、记录等)分别存储在两个不同网络互联的主机上,我们分别称为Alice和Bob。Alice和Bob相互通信以获知AΔBA\Delta B(A与B的差集),从而得到调和后的集合ABA\bigcup B。当前的集合调和方案基于可逆布隆过滤器(IBF)或纠错码(ECC)。前者具有O(d)的低计算复杂度(其中d为AΔBA\Delta B的基数),但具有比理论最小值高出数倍的较高通信开销。后者具有接近理论最小值的低通信开销,但具有O(d^2)高得多的计算复杂度。在本工作中,我们提出奇偶位图草图(PBS),一种基于ECC的集合调和方案,它两全其美:PBS既具有如同基于IBF方案的O(d)低计算复杂度,又具有约为理论最小值两倍的低通信开销。本工作的另一贡献是一个新颖的严格分析框架,可用于精确计算各种性能指标以及PBS的近最优参数调优。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.14569,
  title  = {Space- and Computationally-Efficient Set Reconciliation via Parity Bitmap Sketch (PBS)},
  author = {Long Gong and Ziheng Liu and Liang Liu and Jun Xu and Mitsunori Ogihara and Tong Yang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.14569},
  year   = {2020}
}