【目的】从隐私泄露和隐私保护角度, 研究隐私忧虑背景下的移动医疗APP使用意愿问题, 分析不同主体行为间的相互影响, 提升移动医疗APP的隐私保护水平和患者使用意愿。【方法】运用演化博弈理论, 设计由患者、移动医疗APP服务商和政府组成的博弈主体, 讨论其在移动医疗APP使用过程中的博弈行为。根据不同行为策略的收益、成本和损失, 计算博弈三方的支付矩阵, 分析演化稳定策略, 并探究不同因素对演化稳定策略的影响。【结果】患者的移动医疗APP使用意愿与APP服务收益、隐私泄露损失和概率密切相关, 政府监管措施对其无显著影响; 移动医疗APP服务商的隐私保护行为与患者使用意愿、政府监管、投入成本、隐私泄露损失等因素密切相关; 政府监管行为与投入成本、社会公信力等因素密切相关。【局限】未能设计非线性收益函数; 未能考虑其他影响演化稳定策略的因素, 如监管成功率、广告因素等。【结论】通过分析不同因素对移动医疗APP使用意愿、移动医疗隐私投入和隐私监管的影响, 能够促进移动医疗服务水平的发展和提高。
[Objective] This paper studies the usage intention of mobile health APPs (mHealth) and privacy concerns. It analyzes the interferences among various entity behaviors, aiming to improve mHealth privacy protection and increase APP usage. [Methods] Using evolutionary game theory, we proposed a model to examine the patient behaviors, mHealth APP providers and government regulations. Then we analyzed the benefits, costs and loss of different behaviors to establish the payoff matrices and evolutionarily stable strategies (ESSs). Finally, we discussed the impacts of different factors on patient behaviors. [Results] The usage intention of mHealth APP was correlated with benefits from mHealth service and probability of privacy leaking. However, the government’s regulation has few impacts on patient’s behaviors. Investments of mHealth service providers in privacy was correlated with APP usage intention, government regulations, costs and privacy loss, etc. Government regulations were correlated with costs and social credibility. [Limitations] We did not include the nonlinear benefit function in this study. Other factors, such as success rate of regulation and advertisement effects should also be examined. [Conclusions] This study promotes the development of mHealth service by analyzing the impacts of various factors on APP usage privacy protection and government regulation.
由于中国人口基数大, 医疗资源紧缺, 不同地区的医疗水平参差不齐, 传统医疗服务越来越难满足患者的医疗需求。随着移动通信技术的飞速发展和智能终端设备的深入普及, 移动医疗(Mobile Health, mHealth)服务借助智能手机、平板电脑等终端设备, 利用丁香医生、好大夫、春雨医生等各类APP, 通过在线问诊、专家答疑、实时监测等手段降低成本, 提高诊治效率和质量, 促进医疗资源管理水平的提升, 解决了传统医疗服务的“痛点”[1]。然而, 移动医疗在提高医疗服务质量、给患者带来便利的同时, 也存在更多的隐私安全问题。APP收集患者个人信息和医疗记录, 并上传至云端进行存储和处理分析, 增大了数据管理和隐私控制的难度。个人医疗记录中的过敏药品、家族病史、影像报告等数据如果泄露, 会给患者带来严重的隐私侵害和人身安全问题[2]。美国IBM Security和Ponemon Institute发布的《2017数据泄露成本研究报告: 全球概览》显示, 全球医疗健康数据泄露的平均成本达380美元[3], 患者常常在移动医疗收益和隐私泄露风险之间感到矛盾, 形成“医疗数据披露——隐私忧虑”的悖论[4]。在国内, 据《2017年中国网站安全报告》显示, 2017年可能或已造成泄露的个人信息量高达55.3亿条, 其中医疗卫生领域的隐私泄露排在首位[5]。与此同时, 小米、华为、Jawbone等医疗穿戴设备也频频爆出存在侵犯个人隐私的问题[6]。为此, 降低患者隐私忧虑, 提升患者移动医疗APP使用意愿, 是移动医疗服务发展必须考虑的问题。
现有关于降低隐私泄露风险、加强移动医疗隐私保护的研究主要从法律、技术、行为等角度展开[7,8], 其中个人信息披露和APP使用意愿的研究主要采用问卷调查和假设检验的统计方法[9], 调查对象主要是用户(患者)。然而, 移动医疗APP的使用意愿不仅与患者隐私忧虑和收益感知相关, APP服务商和第三方监管机构采取的隐私保护和监管措施对其也有重要影响。在此情境下, 移动医疗APP的使用行为是一个多主体、有限理性和长期性的动态决策过程。博弈论作为一种描述和解决行为决策问题的研究工具, 可以从经济学视角分析各类隐私行为的收益、成本和损失, 并探寻不同主体行为之间的影响和关联[10]。
基于此, 本文围绕移动医疗APP使用意愿问题, 引入演化博弈理论, 定义患者、移动医疗APP服务商和政府为博弈主体, 求解隐私主体的博弈均衡策略。在此基础上, 探寻收益、成本、损失、信任、监管等不同因素对移动医疗APP使用意愿的影响, 为移动医疗服务领域的良性发展提出针对性建议。
大数据、移动通信以及智能感知等新兴技术在医疗领域的广泛应用, 促使移动医疗服务和移动医疗APP飞速发展。如何在移动共享网络中, 对不同类型的医疗数据进行有效保护、控制和使用, 引起众多研究机构和专家学者的关注。
从隐私保护技术角度, Lai等[11]针对智能服务系统的隐私访问控制需求, 提出一种分级广播加密的访问控制模型, 相对于传统的集中授权策略, 可以更好地防止泄露和窃取用户隐私; Yue等[12]提出一种医疗系统的多层隐私访问控制模型, 利用安全标签和主体信任度计算隐私数据的访问风险, 根据用户风险区间, 确定其访问权限; Poon等[13]构建移动医疗系统的模糊推理访问控制模型, 引入模糊隶属度函数, 定义主体访问规则以实现基于隐私风险的访问控制; 孟大程等[14]针对移动医疗急救流程, 提出基于机会计算的隐私保护模型, 该模型可以实现以用户为中心的隐私访问控制, 减少在移动医疗急救过程中的隐私泄露。
从隐私风险分析角度, Ameen等[15]对移动医疗系统中的信息安全和隐私保护问题进行总结, 分析可能存在的隐私泄露风险, 并深入分析移动医疗全过程, 提出一个隐私管理框架和隐私规则; 针对移动医疗隐私的保护需求, Ozturk等[16]设计了一个隐私概念框架, 详细描述移动医疗系统可能涉及到的隐私泄露风险, 以及保障移动医疗隐私的技术方法; Rahman等[17]分析RFID医疗系统中存在的访问控制和授权协议这两个隐私问题, 提出一个能够在医疗系统扩展性和隐私保护之间取得平衡的隐私风险管理框架; 曹靖等[18]探讨构建e-患者模式过程中遇到的隐私泄露风险问题, 提出打造专业平台读取数据、完善相关法律法规等针对性对策建议。
从隐私焦虑感知角度, Jiang等[19]运用隐私计算理论研究同步在线社交的隐私焦虑与隐私行为, 分析隐私焦虑的4个前因: 自我匿名的感知、他人匿名的感知、社交内容丰富的感知和隐私侵入的感知, 研究结果表明, 在缺乏有形和物质奖励的情况下, 社交奖励更有助于平衡隐私焦虑和隐私行为; Xu等[20]对新加坡178位用户进行访谈和调查, 运用偏最小二乘回归模型和结构方程模型等统计方法, 研究个人隐私控制、企业隐私规范以及政府隐私立法对位置服务过程中隐私忧虑的影响; Martin等[21]综合考虑隐私的社会学、心理学和经济学特性, 分析隐私感知和隐私忧虑对市场营销策略的影响; 朱侯等[22]以隐私计算理论为基础, 构建社交网络用户隐私忧虑与隐私披露关系的模型, 并利用结构方程模型(Structural Equation Modeling, SEM)验证假设。当用户的感知风险正向影响其隐私忧虑时, 会降低隐私披露的行为意向; 当用户感知到较高的收益时, 隐私披露意向明显增强, 最终导致实际的披露行为, 从而解释了隐私悖论现象的发生。
从个人信息披露和移动APP使用意愿角度, Guo等[23]阐述了移动医疗服务中的隐私悖论现象, 分析不同年龄区间对隐私忧虑程度和移动医疗采纳意愿的影响; Atienza等[24]从年龄、性别、教育程度等5个维度对256位用户进行访谈和调查, 研究结果表明用户对移动医疗服务的采纳意愿与服务情境紧密相关; Eikey等[25]采用半结构化问卷对病患和医疗机构的工作人员进行调研分析, 结果表明工作人员和病患在隐私概念界定、隐私风险评估以及移动医疗收益感知等方面具有差异性; Li等[26]对荷兰164位病患进行在线访谈和调查, 以了解隐私忧虑对电子病历共享的影响, 研究结果表明医疗系统的易操作性和病人可控制性正向影响电子病历共享意愿, 数据处理和访问的透明性可以低病人的隐私忧虑; 赵栋祥[27]基于创新扩散视角, 构建了一个涵盖技术创新、社会影响和个体特质三个层面的移动健康管理服务使用意愿模型, 并通过问卷调查和结构方程模型方法对研究模型和假设进行实证检验; 张嵩等[28]构建基于位置服务用户的隐私焦虑与采纳意向理论模型, 运用结构方程模型进行实证分析, 研究结果发现用户的隐私焦虑受到熟悉程度、口碑、隐私信息敏感程度和主观规范的影响。
移动APP使用意愿往往与行为主体的感知收益密切相关, 作为一种描述和解决行为决策问题的研究方法, 相关学者运用博弈论分析隐私披露、隐私投入和隐私监管等不同隐私行为的收益、成本和损失。Gordon等[29]提出一个基于博弈论的隐私安全最优投入模型, 研究结果表明信息系统脆弱性和数据泄露风险决定了隐私安全的投入决策; Cavusoglu等[30]运用贝叶斯博弈分析信息系统安全的最佳投入策略, 并分析投入收益、投入成本以及系统脆弱性等因素对最优策略的影响, 针对具体攻防情境, 运用攻防博弈树描述攻击者和防御者的相应策略, 并提出攻击回报(Return On Attack, ROA)和投入回报(Return On Investment, ROI)两个概念; Fielder等[31]运用贝叶斯博弈, 模拟中小型企业与黑客之间的隐私安全多阶段决策过程, 以分析隐私安全的投入预算; Gao等[32]运用差分博弈研究隐私安全投入决策与信息共享之间的关系, 研究结果表明最优隐私安全投入策略与市场合作存在紧密关联; Liu等[33]研究相似企业信息安全策略与市场竞争的关系, 结果表明, 两家相似企业的信息安全投入决策无法同时达到最优, 只能获得次优(Sub-optimal)策略; Shokri等[34]提出贝叶斯博弈与斯塔克伯格博弈模型解决位置隐私保护问题, 在不损害用户服务体验前提下, 采用相关机制保护用户隐私信息; Zhu等[35]研究了在普适计算环境下运用扩展博弈论方法解决隐私暴露问题。在扩展博弈模型中, 参与方为用户和服务提供商。用户策略为提供隐私并获得服务、协商解决和不提供隐私终止服务。服务商策略为索要隐私并提供服务、协商解决和终止服务。顾建强等[36]研究非合作博弈下隐私安全投入的最优策略选择, 在此基础上分析投入效率参数、黑客学习能力、传染风险对信息系统脆弱性及信息系统安全投入的影响。
回顾已有研究成果可知, 移动医疗隐私研究主要关注其技术实现和应用分析等内容。然而, 隐私保护并不仅仅是一个技术难题, 在现实情境下, 参与主体往往从经济学角度对自身收益和成本进行衡量, 并做出决策。与此同时, 移动APP使用意愿的研究大多运用调查问卷和统计分析方法, 调查对象主要针对APP用户, 缺乏对APP服务商和第三方监管机构的行为分析, 也少有研究考虑到移动医疗APP的使用是一个长期过程, 不同主体的行为策略会动态演化并相互影响, 行为主体需要在不断地学习和调整过程中逐渐实现最优决策。基于此, 本文通过构建演化博弈模型, 研究隐私忧虑背景下的移动医疗APP使用意愿问题, 分析多方博弈主体的演化稳定策略, 并运用Matlab进行数值仿真, 模拟行为策略的演化路径。
移动医疗APP大致包括预约挂号类、问诊咨询类、医药服务类和资讯文献类等类型, 涉及主体不仅包含传统医疗产业中的患者、医生、医院, 还新增了通信运营商、互联网企业、智能移动设备制造商、第三方监管机构等众多利益相关者。本文主要研究隐私忧虑背景下的移动医疗APP使用意愿问题, 因此定义博弈主体为患者、移动医疗APP服务商(简称“APP服务商”)和政府, 主体之间角色关系如图1所示。
(1) 患者: 患者是移动医疗APP的实际使用者, 移动医疗APP的服务收益正向影响患者使用意愿, 隐私忧虑负向影响患者使用意愿。若患者隐私忧虑程度较低, 并且信任APP服务商的隐私保护水平, 则愿意使用移动医疗APP; 反之, 若患者隐私忧虑程度较高, 并且不信任APP服务商的隐私保护水平, 则APP使用意愿较低。因此, 患者需要在(使用, 不使用)两种策略中进行博弈。患者的策略选择与APP使用收益、隐私泄露损失、政府监管等因素密切相关[37]。
(2) APP服务商: APP服务商为促使更多患者使用APP, 保障APP持续稳定的运营, 提高收益, 需要采取软件升级、硬件购买、人员培训等多种措施提升隐私保护水平。若投入成本小于预期收益, 则APP服务商倾向于积极保护患者隐私; 若投入成本大于预期收益, 则APP服务商不愿意进行隐私安全投资, 倾向于“消极保护”。因此, APP服务商需要在(积极保护, 消极保护)两种策略中进行博弈, 其策略选择与政府监管、隐私损失、患者信任等因素密切相关[38]。
(3) 政府: 政府为解决医疗资源紧缺、医疗水平参差不齐等问题, 会采取多种监管措施推动APP服务商提升隐私保护水平, 从而促使更多患者使用移动医疗APP, 提升政府公信力。若监管成本小于预期收益, 则政府倾向于“高投入监管”; 若监管成本大于预期收益, 则政府倾向于“低投入监管”。此外, 政府的博弈策略可能存在“搭便车”心理, 若APP服务商主动采取积极的隐私保护行为, 政府可选择“低投入监管”以节约成本。因此, 政府需要在(高投入监管, 低投入监管)两种策略中进行博弈, 其策略选择与政府公信力、隐私损失、监管成本等因素密切相关。
由于移动医疗服务情境的动态性和信息不对称性, 隐私行为的差异性和有限理性, 博弈主体在单次博弈过程中难以选择最优策略, 需要不断试错和模仿, 才能达到较高收益的稳定状态。相对于传统的贝叶斯博弈、差分博弈和不完全动态博弈理论, 演化博弈的有限理性假设更符合博弈主体的行为规律[39]。演化博弈的基本思想是: 假设存在一个数量较大的行为群体
为保证本文构建模型的现实性和有效性, 笔者对丁香医生、好大夫、春雨医生等移动医疗APP进行深入分析, 了解其隐私保护机制。与此同时, 走访南京中医药大学、江苏省中医院、南京鼓楼医院等多家医疗机构, 深入了解医疗隐私保护的现状和需求。在上述调研和访谈基础上, 为便于模型构建与求解, 做出以下假设:
(1) “经济人”假设。参与主体的目的都是实现自身利益最大化。患者在使用移动医疗APP时, 追求医疗服务收益最大化; APP服务商与其他运营机构类似, 追求利润最大化; 政府作为移动医疗服务发展的倡导者和推动者, 追求政府公信力和社会效益最大化。
(2) 有限理性假设。由于不同主体隐私感知的差异性和演化性、隐私信息利用的不对称性以及移动隐私保护投入的隐性收益等特征, 患者、APP服务商和政府无法“立刻”做出“收益最大化”的最优决策, 需要在不断地学习和模仿过程中调整博弈策略。因此, 假设博弈主体为有限理性, 更符合移动医疗服务的实际应用情境。
(3) 博弈策略。本文假设患者有“使用APP”和“不使用APP”两种博弈策略。为提升APP隐私保护水平, APP服务商有“积极保护”与“消极保护”两种隐私保护策略。“积极保护”指APP服务商具有较强的信息安全意识, 在软件、硬件、人力等方面进行持续性投入以抵御黑客攻击, 是细致、全面的隐私保护。“消极保护”指APP服务商敷衍了事或者不愿意对APP的信息安全管理进行长期投入。政府对APP服务商有“高投入监管”和“低投入监管”两种监管策略。“高投入监管”指政府投入大量精力、资金对医疗APP服务商的隐私保护行为进行监管, 并积极进行奖励或惩罚措施, 是一种高成本监管。“低投入监管”指政府放松对APP服务商的监管, 无成本投入也无奖惩措施。
在上述假设基础上, 考虑患者、APP服务商与政府在选择博弈策略时所考虑的主要因素, 对模型参数进行定义, 各参数符号及其含义如表1所示。
根据上述相关假设和参数定义, 当患者选择“使用APP”策略, APP服务商选择“积极保护”策略, 政府选择“高投入监管”策略时, 三方博弈主体的收益如下。
(1) 患者的收益为享用移动医疗APP服务的收益
${{E}_{P}}={{P}_{U}}+Q-\alpha {{L}_{1}}$ (1)
(2) APP服务商的收益为患者选择“使用APP”带来的收益
${{E}_{A}}={{P}_{A}}+(1-\alpha )R-\alpha T-{{C}_{P}}-\alpha {{L}_{2}}+I$ (2)
(3) 政府的收益为移动医疗发展的社会收益
${{E}_{g}}={{W}_{1}}-{{C}_{g}}-\alpha D$ (3)
同理可求出其他几种博弈策略组合下患者、APP服务商与政府各自的收益, 三方博弈的收益矩阵如表2所示。
(1) 患者的演化稳定策略求解
定义患者选择“使用APP”策略的期望收益为${{P}_{11}}$, 选择“不使用APP”的期望收益为${{P}_{12}}$, 平均期望收益为$\overline{{{P}_{1}}}$, ${{P}_{11}}$、${{P}_{12}}$和$\overline{{{P}_{1}}}$的计算方法如公式(4)-公式(6)所示。
$\begin{align} & {{P}_{11}}=yz({{P}_{U}}+Q-\alpha {{L}_{1}}\text{)+}y(1-z)({{P}_{U}}-\alpha {{L}_{1}}) \\ & +(1-y)z({{P}_{U}}+Q-\beta {{L}_{1}})+(1-y)(1-z)({{P}_{U}}-\beta {{L}_{1}}) \\ & =y(\beta {{L}_{1}}-\alpha {{L}_{1}})+zQ+{{P}_{U}}-\beta {{L}_{1}} \end{align}$(4)
${{P}_{12}}=yzQ+(1-y)zQ=zQ$ (5)
$\overline{{{P}_{1}}}=x{{P}_{11}}+(1-x){{P}_{12}}$ (6)
患者博弈策略的复制动态方程如公式(7)所示。
$\begin{align} & F(x)=\frac{dx}{dt}=x({{P}_{11}}-\overline{{{P}_{1}}}) \\ & =x(1-x)[y(\beta {{L}_{1}}-\alpha {{L}_{1}})+{{P}_{U}}-\beta {{L}_{1}}] \end{align}$ (7)
对复制动态方程求解, 可以得到以下结果:
①若$y=\frac{\beta {{L}_{1}}-{{P}_{U}}}{\beta {{L}_{1}}-\alpha {{L}_{1}}}$, $F(x)\equiv 0$, 这意味着所有的
②若$y>\frac{\beta {{L}_{1}}-{{P}_{U}}}{\beta {{L}_{1}}-\alpha {{L}_{1}}}$, 令
③若$y<\frac{\beta {{L}_{1}}-{{P}_{U}}}{\beta {{L}_{1}}-\alpha {{L}_{1}}}$, 令
(2) APP服务商的演化稳定策略求解
定义APP服务商选择“积极保护”策略的期望收益为${{P}_{21}}$, 选择“消极保护”策略的期望收益为${{P}_{22}}$, 平均期望收益为$\overline{{{P}_{2}}}$, 则${{P}_{21}}$、${{P}_{22}}$和$\overline{{{P}_{2}}}$的计算方法如公式(8)-公式(10)所示。
$\begin{align} & {{P}_{21}}=xz[{{P}_{A}}+(1-\alpha )R-\alpha T-{{C}_{P}}-\alpha {{L}_{2}}+I] \\ & +x(1-z)[PA+(1-\alpha )R-\alpha T-{{C}_{P}}-\alpha {{L}_{2}}] \\ & +(1-x)z(I-{{C}_{P}})+(1-x)(1-z)(-{{C}_{P}}) \\ & =x[{{P}_{A}}+(1-\alpha )R-\alpha T-\alpha {{L}_{2}}] \end{align}$(8)
$\begin{align} & {{P}_{22}}=xz[{{P}_{A}}+(1-\beta )R-\beta T-\beta {{L}_{2}}+(1-\lambda )I-\lambda P] \\ & +x(1-z)[{{P}_{A}}+(1-\beta )R-\beta T-\beta {{L}_{2}}] \\ & +(1-x)z[(1-\lambda )I-\lambda P] \\ & =x[{{P}_{A}}+(1-\beta )R-\beta T-\beta {{L}_{2}}]+z[(1-\lambda )I-\lambda P] \end{align}$(9)
$\overline{{{P}_{2}}}=y{{P}_{21}}+(1-y){{P}_{22}}$ (10)
APP服务商博弈策略的复制动态方程如公式(11)所示。
$\begin{align} & F(y)=\frac{dy}{dt}=y({{P}_{21}}-\overline{{{P}_{2}}}) \\ & =y(1-y)[x(\beta -\alpha )(T+R+{{L}_{2}})-{{C}_{P}}+z(\lambda I+\lambda P)] \end{align}$(11)
对复制动态方程求解, 可以得到以下结果:
①若$z=\frac{{{C}_{P}}-x(\beta -\alpha )(T+R+{{L}_{2}})}{\lambda I+\lambda P}$, $F(y)\equiv 0$, 这意味着所有
②若$z>\frac{{{C}_{P}}-x(\beta -\alpha )(T+R+{{L}_{2}})}{\lambda I+\lambda P}$, 令
③若$z<\frac{{{C}_{P}}-x(\beta -\alpha )(T+R+{{L}_{2}})}{\lambda I+\lambda P}$, 令
(3) 政府的演化稳定策略求解
定义政府选择“高投入监管”策略的期望收益为${{P}_{31}}$, 选择“低投入监管”策略的期望收益为${{P}_{32}}$, 政府的平均期望收益为$\overline{{{P}_{3}}}$, 则${{P}_{31}}$、${{P}_{32}}$和$\overline{{{P}_{3}}}$的计算方法如公式(12)-公式(14)所示。
$\begin{align} & {{P}_{31}}=xy({{W}_{1}}-{{C}_{g}}-\alpha D)+x(1-y)(\lambda P-{{C}_{g}}-{{W}_{2}}-\beta D) \\ & +(1-x)y(-{{C}_{g}})+(1-x)(1-y)(\lambda P-{{C}_{g}}) \\ & =xy({{W}_{1}}\text{+}{{W}_{2}}\text{+}\beta D-\alpha D)-x({{W}_{2}}\text{+}\beta D)-y\lambda P+\lambda P-Cg \end{align}$ (12)
$\begin{align} & {{P}_{32}}=x\text{y(}{{W}_{1}}-\alpha D\text{)}+x(1-y)(-{{W}_{2}}-\beta D) \\ & =xy({{W}_{1}}+{{W}_{2}}+\beta D-\alpha D)-x({{W}_{2}}+\beta D) \end{align}$ (13)
$\overline{{{P}_{3}}}=z{{P}_{31}}+(1-z){{P}_{32}}$ (14)
政府博弈策略的复制动态方程如公式(15)所示。
$F(z)=\frac{dz}{dt}=z({{P}_{31}}-\overline{{{P}_{3}}})=z(1-z)(-y\lambda P+\lambda P-{{C}_{g}})$(15)
对复制动态方程求解, 可以得到以下结果:
①若$y=\frac{\lambda P-{{C}_{g}}}{\lambda P}$, $F(z)\equiv 0$, 这意味着所有的
②若$y<\frac{\lambda P-{{C}_{g}}}{\lambda P}$, 令
③若$y>\frac{\lambda P-{{C}_{g}}}{\lambda P}$, 令
根据模型求解结果, 对影响演化稳定策略的不同参数进行分析, 探寻最优博弈策略。
(1) 患者的演化稳定策略分析
患者博弈策略的演化趋势如图2所示, 当博弈策略的初始状态处于
从模型求解和演化趋势图可以看出, 初始策略空间
(2) APP服务商的演化稳定策略分析
APP服务商博弈策略的演化趋势如图3所示, 当博弈策略的初始状态处于
从模型求解和演化趋势图可以看出,
(3) 政府的演化稳定策略分析
政府博弈策略的演化趋势如图4所示, 当博弈策略的初始状态处于
从模型求解和演化趋势图可以看出, 初始策略空间的
三方博弈主体在各自策略空间的演化均衡点如表3所示。
从移动医疗服务的发展角度考虑, 更多的患者使用移动医疗APP可以解决医疗资源紧缺、人均医疗空间不足等问题。APP服务商对移动医疗隐私保护的积极投入可以减轻患者隐私忧虑, 提升患者使用移动医疗APP的意愿。随着患者和APP服务商移动医疗及隐私保护意识的提高, 政府可以逐步降低监管力度, 减少监管成本。根据上述分析, (1,1,0)是博弈策略的最优演化均衡点, 即(使用APP, 积极保护, 低投入监管)是最优的演化稳定策略组合。基于此, 三方博弈主体的策略空间需要处于
$y>\mathrm{max}\{\frac{\beta {{L}_{1}}-{{P}_{U}}}{\beta {{L}_{1}}-\alpha {{L}_{1}}},\frac{\lambda P-{{C}_{g}}}{\lambda P}\}$and $z>\frac{{{C}_{P}}-x(\beta -\alpha )(T+R+{{L}_{2}})}{\lambda I+\lambda P}$ (16)
为更直观地展示博弈主体行为策略的演化过程, 验证构建的模型是否正确, 运用Matlab对不同的模型参数进行数值仿真, 分析博弈三方在演化过程中的稳定策略。
若政府选择“低投入监管”(
(1) 演化稳定策略1: 定义
(2) 演化稳定策略2: 定义
(3) 演化稳定策略3: 定义
若政府选择“高投入监管”(
(1) 演化稳定策略4: 定义
(2) 演化稳定策略5: 定义
(3) 演化稳定策略6: 定义
(4) 演化稳定策略7: 定义
在数值仿真的基础上, 本文从患者、APP服务商和政府三个维度得到以下研究结果。
(1) 根据模型分析结果, 移动医疗服务收益(
(2) 出于风险规避、自我保护意识, 患者的隐私忧虑会负向影响移动医疗APP的使用意愿。患者的隐私忧虑主要包括: APP隐私保护水平不足, 比如管理疏忽、平台访问机制不完善、对恶意攻击的抵御能力弱等, 导致APP平台有着较高的隐私泄露风险; 患者使用APP时发生隐私泄露对其造成的实际损失, 如电话、邮件的骚扰, 个人隐私的非法传播造成名誉损失等。隐私泄露的概率($\alpha $,$\beta $)和损失(L1)越大, 患者使用移动医疗APP的意愿越低。
(3) 政府监管对患者使用移动医疗APP的意愿无显著影响, 但其管控力度越大, 患者获得赔偿的可能性越大、金额越高, 患者更倾向于选择“使用APP”。
(4) 隐私保护的投入成本和保护效果会显著影响APP服务商的隐私投入决策。
①“积极保护”需要APP服务商更新升级软件、维护硬件设备、培训管理人员、健全管理制度, 这些措施需要持续的投入技术、人力、财力等成本。消极的保护投入成本几乎为零。因此, 保护成本越大, 隐私投入的收益越难以覆盖成本, APP服务商选择“积极保护”的意愿越低。
②APP服务商选择“积极保护”与“消极保护”两种不同策略时, 隐私泄露的概率差值$\text{(}\beta $-$\alpha \text{)}$反映了隐私保护效果的差异。差值越小, 说明“积极保护”策略对隐私安全的提升效果越不显著, 运营商会更倾向于选择“消极保护”。
(5) 隐私泄露损失(
(6) 患者对移动医疗APP的信誉评价(
(7) 在“患者-APP服务商-政府”的三方博弈过程中, 政府对APP服务商的监管力度越大、奖励吸引和惩罚压力越大, 越会促使其选择“积极保护”策略。随着移动医疗服务的发展和隐私安全意识的提高, 博弈主体的行为策略不受政府公信力、社会影响、监管水平、惩罚力度等因素影响。此时, (使用APP, 积极保护, 低投入监管)为三方的演化稳定策略。
本文从收益、成本和损失的经济学角度出发, 将患者、移动医疗APP服务商和政府视为博弈主体, 从隐私忧虑、隐私投入和监管角度运用演化博弈理论研究移动医疗APP的使用意愿问题。研究结果表明, 患者的移动医疗APP使用意愿与APP服务收益、隐私泄露损失和概率密切相关, 政府监管措施对其无显著影响; 移动医疗APP服务商的隐私保护行为与患者使用意愿、政府监管、投入成本、隐私泄露损失等因素密切相关; 政府监管行为与投入成本、社会公信力等因素密切相关。
尝试设计非线性收益函数, 分析其他因素(如政府监管成功率、广告效应)对演化稳定策略的影响是今后进一步研究的内容。
朱光: 模型构建, 论文撰写, 仿真实验;
刘虎: 论文修改, 数据整理;
杜欣蒙: 论文修改。
所有作者声明不存在利益冲突关系。
支撑数据见期刊网络版, http://www.infotech.ac.cn。
[1] 朱光. 演化博弈.txt. 数值仿真的Matlab代码.
[2] 朱光, 刘虎. 仿真参数取值.docx. 仿真实验数据.
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随着智能手机、可穿戴设备和微型植入体传感器设备的发展,为了更好地进行医疗监测服务,并将医疗服务更好地应用于人们的日常生活,基于智能终端的移动医疗研究最近引起很大的关注.然而,移动医疗服务的推动,仍面临包括信息安全和隐私保护在内的诸多安全问题.在本文中,针对移动医疗中的急救过程,提出基于机会计算的以用户为中心的安全和隐私保护模型.该模型可以在医疗急救中有效地实现以用户为中心的隐私访问控制,并提供高可靠的个人健康信息处理和传输,同时尽量减少在移动医疗急救中的隐私泄露.
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