Traffic systems are multi-agent cyber-physical systems whose performance is closely related to human welfare. They work in open environments and are subject to uncertainties from various sources, making their performance hard to verify by traditional model-based approaches. Alternatively, statistical model checking (SMC) can verify their performance by sequentially drawing sample data until the correctness of a performance specification can be inferred with desired statistical accuracy. This work aims to verify traffic systems with privacy, motivated by the fact that the data used may include personal information (e.g., daily itinerary) and get leaked unintendedly by observing the execution of the SMC algorithm. To formally capture data privacy in SMC, we introduce the concept of expected differential privacy (EDP), which constrains how much the algorithm execution can change in the expectation sense when data change. Accordingly, we introduce an exponential randomization mechanism for the SMC algorithm to achieve the EDP. Our case study on traffic intersections by Vissim simulation shows the high accuracy of SMC in traffic model verification without significantly sacrificing computing efficiency. The case study also shows EDP successfully bounding the algorithm outputs to guarantee privacy.


翻译:交通系统是一种多智能体信息物理系统,其性能与人类福祉密切相关。这些系统在开放环境中运行,并受到来自多种来源的不确定性影响,使得传统基于模型的方法难以验证其性能。作为替代方案,统计模型检验(SMC)可通过顺序抽取样本数据来验证系统性能,直至能以所需统计精度推断出性能规范的正确性。本研究旨在验证具有隐私保护的交通系统,其动机在于所使用的数据可能包含个人信息(例如日常行程),并且通过观察SMC算法的执行过程可能意外泄露这些信息。为在SMC中形式化刻画数据隐私,我们引入了期望差分隐私(EDP)的概念,该概念约束了当数据发生变化时,算法执行在期望意义上可改变的程度。据此,我们为SMC算法引入了一种指数随机化机制以实现EDP。基于Vissim仿真对交通交叉口的案例研究表明,SMC在交通模型验证中具有高精度,且未显著牺牲计算效率。该案例同时表明,EDP成功限定了算法输出,从而保障了隐私。

0
下载
关闭预览

相关内容

SMC:IEEE International Conference on Systems,Man, and Cybernetics Explanation:IEEE系统、人与控制论国际会议。 Publisher:IEEE。 SIT: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/smc/
不可错过!700+ppt《因果推理》课程!杜克大学Fan Li教程
专知会员服务
73+阅读 · 2022年7月11日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2023年2月7日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
Arxiv
28+阅读 · 2021年9月18日
A Survey on Edge Intelligence
Arxiv
52+阅读 · 2020年3月26日
Arxiv
113+阅读 · 2020年2月5日
Arxiv
37+阅读 · 2019年11月7日
VIP会员
最新内容
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
9+阅读 · 今天7:47
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:37
以人工智能为中心的指挥控制
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:14
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
专知会员服务
11+阅读 · 6月10日
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
11+阅读 · 6月10日
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
5+阅读 · 6月10日
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
16+阅读 · 6月10日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关论文
Arxiv
13+阅读 · 2023年2月7日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
Arxiv
28+阅读 · 2021年9月18日
A Survey on Edge Intelligence
Arxiv
52+阅读 · 2020年3月26日
Arxiv
113+阅读 · 2020年2月5日
Arxiv
37+阅读 · 2019年11月7日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员