The protection of sensitive data becomes more vital, as data increases in value and potency. Furthermore, the pressure increases from regulators and society on model developers to make their Artificial Intelligence (AI) models non-discriminatory. To boot, there is a need for interpretable, transparent AI models for high-stakes tasks. In general, measuring the fairness of any AI model requires the sensitive attributes of the individuals in the dataset, thus raising privacy concerns. In this work, the trade-offs between fairness, privacy and interpretability are further explored. We specifically examine the Statistical Parity (SP) of Decision Trees (DTs) with Differential Privacy (DP), that are each popular methods in their respective subfield. We propose a novel method, dubbed Privacy-Aware Fairness Estimation of Rules (PAFER), that can estimate SP in a DP-aware manner for DTs. DP, making use of a third-party legal entity that securely holds this sensitive data, guarantees privacy by adding noise to the sensitive data. We experimentally compare several DP mechanisms. We show that using the Laplacian mechanism, the method is able to estimate SP with low error while guaranteeing the privacy of the individuals in the dataset with high certainty. We further show experimentally and theoretically that the method performs better for DTs that humans generally find easier to interpret.


翻译:敏感数据的保护随着数据价值和影响力的增长而愈发重要。此外,监管机构与社会对模型开发者施加的压力日益增大,要求其开发的人工智能(AI)模型不带有歧视性。同时,高风险任务需要可解释、透明的AI模型。通常,衡量任何AI模型的公平性都需要数据集中个体的敏感属性,从而引发隐私担忧。本研究进一步探讨了公平性、隐私性与可解释性之间的权衡。我们专门研究了差分隐私(DP)下决策树(DT)的统计均等(SP),这些方法在其各自子领域中均属主流。我们提出了一种新方法,命名为隐私感知规则公平性估计(PAFER),该方法能以差分隐私的方式估计决策树的统计均等。差分隐私通过利用安全持有敏感数据的第三方法律实体,向敏感数据添加噪声来保障隐私。我们通过实验比较了多种差分隐私机制,结果表明,使用拉普拉斯机制时,该方法能在高度确定性地保障数据集中个体隐私的同时,以低误差估计统计均等。我们进一步通过实验和理论证明,对于人类通常认为更易解释的决策树,该方法的性能表现更优。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
A Hybrid Strategy for Chat Transcript Summarization
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月2日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月1日
Arxiv
20+阅读 · 2021年9月22日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
Adversarial Mutual Information for Text Generation
Arxiv
13+阅读 · 2020年6月30日
Domain Representation for Knowledge Graph Embedding
Arxiv
14+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
VIP会员
最新内容
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
4+阅读 · 今天5:45
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天5:04
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
4+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
8+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员