Differential privacy provides a rigorous framework for protecting private information, typically achieved by adding random noise to query results. The generalized Gaussian family is a flexible class of additive noise distributions indexed by the shape parameter $p$ and includes the Laplace and Gaussian distributions as special cases $p=1$ and $p=2$, respectively. This paper studies the privacy-feasible scale estimation and the shape parameter selection of the generalized Gaussian mechanism (GGM) under $(\varepsilon,δ)$-differential privacy. For a given sensitivity vector $Δ$ and $p\in[1,\infty]$, let $b(p)$ denote the smallest value of the scale parameter for which the mechanism satisfies this privacy requirement. In the one-dimensional case, $b(p)$ can be implicitly characterized by a system of equations. For vector-valued queries, we construct a computable upper approximation of $b(p)$ that preserves the privacy guarantee. Shapes are compared under a scale-homogeneous utility criterion, with the $m$-th absolute moment as the main example. We develop an interval-wise shape search algorithm with an approximation guarantee that can be made arbitrarily precise. We also establish the invariance of the optimal shape under rescaling of the sensitivity vector and characterize its limiting behaviour under high privacy limits. Computational experiments show that optimizing shape parameters can improve utility by reducing the variance of each coordinate by 5% to 20% across a variety of cases, with some cases showing even greater reductions, while maintaining the same level of privacy protection. Task-specific experiments further show that shape optimization can improve task-level utility, reduce attacker success, or achieve both.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

差分隐私全指南:从理论基础到用户期望
专知会员服务
13+阅读 · 2025年9月8日
【斯坦福博士论文】隐私数据实用分析,200页pdf
专知会员服务
24+阅读 · 2024年7月14日
【斯坦福博士论文】有效的差分隐私深度学习,153页pdf
专知会员服务
19+阅读 · 2024年7月10日
图数据上的隐私攻击与防御技术
专知会员服务
28+阅读 · 2022年4月28日
数据价值释放与隐私保护计算应用研究报告,64页pdf
专知会员服务
42+阅读 · 2021年11月29日
专知会员服务
52+阅读 · 2021年4月4日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月1日
《“边缘计算+”技术白皮书》,82页pdf
专知
11+阅读 · 2022年8月28日
「联邦学习隐私保护 」最新2022研究综述
专知
16+阅读 · 2022年4月1日
联邦学习安全与隐私保护研究综述
专知
12+阅读 · 2020年8月7日
【专题】美国隐私立法进展的总体分析
蚂蚁金服评论
11+阅读 · 2019年4月25日
美参议员提出商业面部识别隐私法案
蚂蚁金服评论
12+阅读 · 2019年4月25日
区块链隐私保护研究综述——祝烈煌详解
计算机研究与发展
23+阅读 · 2018年11月28日
差分隐私保护:从入门到脱坑
FreeBuf
17+阅读 · 2018年9月10日
综述——隐私保护集合交集计算技术研究
计算机研究与发展
22+阅读 · 2017年10月24日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
相关资讯
《“边缘计算+”技术白皮书》,82页pdf
专知
11+阅读 · 2022年8月28日
「联邦学习隐私保护 」最新2022研究综述
专知
16+阅读 · 2022年4月1日
联邦学习安全与隐私保护研究综述
专知
12+阅读 · 2020年8月7日
【专题】美国隐私立法进展的总体分析
蚂蚁金服评论
11+阅读 · 2019年4月25日
美参议员提出商业面部识别隐私法案
蚂蚁金服评论
12+阅读 · 2019年4月25日
区块链隐私保护研究综述——祝烈煌详解
计算机研究与发展
23+阅读 · 2018年11月28日
差分隐私保护:从入门到脱坑
FreeBuf
17+阅读 · 2018年9月10日
综述——隐私保护集合交集计算技术研究
计算机研究与发展
22+阅读 · 2017年10月24日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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