In modern distributed computing applications, such as federated learning and AIoT systems, protecting privacy is crucial to prevent misbehaving parties from colluding to steal others' private information. However, guaranteeing the utility of computation outcomes while protecting all parties' privacy can be challenging, particularly when the parties' privacy requirements are highly heterogeneous. In this paper, we propose a novel privacy framework for multi-party computation called Threshold Personalized Multi-party Differential Privacy (TPMDP), which addresses a limited number of semi-honest colluding adversaries. Our framework enables each party to have a personalized privacy budget. We design a multi-party Gaussian mechanism that is easy to implement and satisfies TPMDP, wherein each party perturbs the computation outcome in a secure multi-party computation protocol using Gaussian noise. To optimize the utility of the mechanism, we cast the utility loss minimization problem into a linear programming (LP) problem. We exploit the specific structure of this LP problem to compute the optimal solution after O(n) computations, where n is the number of parties, while a generic solver may require exponentially many computations. Extensive experiments demonstrate the benefits of our approach in terms of low utility loss and high efficiency compared to existing private mechanisms that do not consider personalized privacy requirements or collusion thresholds.


翻译:在现代分布式计算应用(如联邦学习和AIoT系统)中,保护隐私至关重要,以防止恶意方串通窃取他人的私有信息。然而,在保护所有方隐私的同时保证计算结果的效用性具有挑战性,尤其是当各方的隐私需求高度异质时。本文提出了一种新颖的多方计算隐私框架——阈值个性化多方差分隐私(TPMDP),该框架应对有限数量的半诚实串通敌手。该框架允许每方拥有个性化隐私预算。我们设计了一种易于实现且满足TPMDP的多方高斯机制,其中每方在安全多方计算协议中使用高斯噪声扰动计算结果。为优化该机制的效用性,我们将效用损失最小化问题转化为线性规划(LP)问题。我们利用该LP问题的特定结构,在O(n)次计算(n为参与方数量)内求得最优解,而通用求解器可能需要指数级计算量。大量实验表明,与不考虑个性化隐私需求或串通阈值的现有隐私机制相比,本方法在低效用损失和高效率方面具有优势。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
最新《Transformers模型》教程,64页ppt
专知会员服务
326+阅读 · 2020年11月26日
专知会员服务
55+阅读 · 2020年9月7日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
74+阅读 · 2020年8月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+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
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月4日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月1日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
2+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
9+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
相关VIP内容
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
最新《Transformers模型》教程,64页ppt
专知会员服务
326+阅读 · 2020年11月26日
专知会员服务
55+阅读 · 2020年9月7日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
74+阅读 · 2020年8月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
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
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
相关基金
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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008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