Modern multi-layer networks are commonly stored and analyzed in a local and distributed fashion because of the privacy, ownership, and communication costs. The literature on the model-based statistical methods for community detection based on these data is still limited. This paper proposes a new method for consensus community detection and estimation in a multi-layer stochastic block model using locally stored and computed network data with privacy protection. A novel algorithm named privacy-preserving Distributed Spectral Clustering (ppDSC) is developed. To preserve the edges' privacy, we adopt the randomized response (RR) mechanism to perturb the network edges, which satisfies the strong notion of differential privacy. The ppDSC algorithm is performed on the squared RR-perturbed adjacency matrices to prevent possible cancellation of communities among different layers. To remove the bias incurred by RR and the squared network matrices, we develop a two-step bias-adjustment procedure. Then we perform eigen-decomposition on the debiased matrices, aggregation of the local eigenvectors using an orthogonal Procrustes transformation, and k-means clustering. We provide theoretical analysis on the statistical errors of ppDSC in terms of eigen-vector estimation. In addition, the blessings and curses of network heterogeneity are well-explained by our bounds.


翻译:现代多层网络通常由于隐私、所有权和通信成本而以局部和分布式的方式存储和分析。基于这些数据的模型驱动统计社区检测方法的文献仍然有限。本文提出了一种新方法,用于在隐私保护下利用本地存储和计算的网络数据进行多层随机块模型中的共识社区检测与估计。开发了一种名为隐私保护分布式谱聚类(ppDSC)的新算法。为保护边隐私,我们采用随机响应(RR)机制扰动网络边,该机制满足强差分隐私概念。ppDSC算法在平方RR扰动邻接矩阵上执行,以防止不同层之间社区的潜在抵消。为消除RR和平方网络矩阵引起的偏差,我们开发了两步偏差调整程序。随后对去偏矩阵进行特征分解,利用正交Procrustes变换聚合局部特征向量,并执行k-means聚类。我们从特征向量估计角度对ppDSC的统计误差进行了理论分析。此外,网络异质性的利弊也由我们的边界很好地解释。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
47+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月21日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月18日
Adversarial Mutual Information for Text Generation
Arxiv
13+阅读 · 2020年6月30日
VIP会员
最新内容
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
2+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
6+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
6+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
5+阅读 · 6月4日
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
7+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
19+阅读 · 6月2日
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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
47+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员