Structured data is well handled by gradient-boosted decision trees (GBDT), which are usually trained on vertically partitioned features across mutually distrustful parties. High speed and interpretability make GBDTs popular in finance and healthcare, where neural networks may fall short. Enabling secure computation for GBDTs poses unique challenges, requiring secure record alignment for comparison. Relying on private set intersection (PSI) is a de facto approach. Mistaking PSI for a safety measure actually exposes which record identifiers (IDs) are shared between the datasets. Although circuit-PSI could help, it is costly for generic uses. New ideas are needed to efficiently train in a "dark forest". Aiming to hide the IDs, we initiate the study of anonymous GBDT training on split data held by two parties. Dual circuit-PSI in our design lets the parties alternate as receiver to run pick-then-sum over local features. Via oblivious programmable pseudorandom functions, we propagate circuit-PSI outputs as shared state across runs. Avoiding universal alignment, we resolve the neglected dilemma that ID hiding incurs a cost that scales with domain size. Next, we halve the cost of ciphertext packing used to convert single-instruction multiple-data homomorphic encryption from (ring) learning with errors in prior secure GBDT (Usenix Security' 23) and related secure machine-learning computations. Comparative experiments show our protocol remains competitive with leaky approaches in efficiency. Enabling ID-hiding aggregation, our techniques can extend to other vertically partitioned analytics.


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GBDT(Gradient Boosting Decision Tree) 又叫 MART(Multiple Additive Regression Tree),是一种迭代的决策树算法,该算法由多棵决策树组成,所有树的结论累加起来做最终答案。它在被提出之初就和SVM一起被认为是泛化能力较强的算法。
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