Extracting reliable conclusions from data distributed across institutions is a core problem in healthcare: pooling patient records would improve inference, but privacy regulations and the lack of a trusted central authority frequently delay multicenter studies. We develop a framework for differentially private distributed inference in which institutions repeatedly exchange log belief-ratio statistics subject to differential privacy (DP). With arithmetic and geometric averaging of beliefs, we control the false-negative and false-positive rates as functions of the privacy budget, communication rounds, and statistical separation between hypotheses, exposing a three-way trade-off among accuracy, communication, and privacy. We derive finite-sample bounds on the Type I and Type II error probabilities that allow distributed hypothesis testing at a target significance level, and show that the Laplace mechanism minimizes convergence time subject to DP. For distributed online learning from data streams (e.g., epidemiological surveillance or rolling recruitment), privacy noise vanishes asymptotically and online learning admits similar finite-sample guarantees. On simulated multicenter survival analyses using the AIDS Clinical Trials Group and an advanced-cancer cohort, and a simulated genetic association study over New York City hospitals, our method approaches the non-private baseline at a small privacy budget between 1 and 10, runs 10x to 1000x faster than homomorphic-encryption methods, and incurs up to 100x lower error than first-order private optimization methods. Finally, the level of aggregation is a primary design choice: federating at the organizational rather than the hospital level strengthens privacy, raises statistical power, and lowers communication and administrative burden, so data should be pooled within organizations before setting up federated analytics.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Cancer Cell综述|AI用于肿瘤学中的多模态数据集成
专知会员服务
35+阅读 · 2022年10月13日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
5+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
9+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
13+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
《美陆军野战手册(2026年):特种部队》
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
Cancer Cell综述|AI用于肿瘤学中的多模态数据集成
专知会员服务
35+阅读 · 2022年10月13日
相关资讯
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员