We study privacy amplification for differentially private model training with matrix factorization under random allocation (also known as the balls-in-bins model). Recent work by Choquette-Choo et al. (2025) proposes a sampling-based Monte Carlo approach to compute amplification parameters in this setting. However, their guarantees either only hold with some high probability or require random abstention by the mechanism. Furthermore, the required number of samples for ensuring $(ε,δ)$-DP is inversely proportional to $δ$. In contrast, we develop sampling-free bounds based on Rényi divergence and conditional composition. The former is facilitated by a dynamic programming formulation to efficiently compute the bounds. The latter complements it by offering stronger privacy guarantees for small $ε$, where Rényi divergence bounds inherently lead to an over-approximation. Our framework applies to arbitrary banded and non-banded matrices. Through numerical comparisons, we demonstrate the efficacy of our approach across a broad range of matrix mechanisms used in research and practice.


翻译:本文研究随机分配(亦称球入箱模型)下矩阵分解差分隐私模型训练的隐私放大问题。Choquette-Choo等人(2025)的最新工作提出了一种基于采样的蒙特卡洛方法来计算该场景下的放大参数。然而,其隐私保证要么仅以高概率成立,要么要求机制随机弃权。此外,确保$(ε,δ)$-差分隐私所需的样本数与$δ$成反比。相比之下,我们基于Rényi散度与条件组合建立了免采样边界。前者通过动态规划公式高效计算边界,后者则通过在小$ε$场景(此时Rényi散度边界必然导致过近似)提供更强的隐私保证形成互补。我们的框架适用于任意带状与非带状矩阵。通过数值比较,我们验证了该方法在研究与实践中广泛使用的各类矩阵机制上的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【NeurIPS2023】稀疏保留的差分隐私大型嵌入模型训练
专知会员服务
15+阅读 · 2023年11月18日
「机器学习中差分隐私」最新2022进展综述
专知会员服务
53+阅读 · 2022年9月9日
专知会员服务
14+阅读 · 2021年9月14日
专知会员服务
148+阅读 · 2021年8月12日
【干货书】凸随机优化,320页pdf
专知
12+阅读 · 2022年9月16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
精品公开课 | 随机梯度下降算法综述
七月在线实验室
13+阅读 · 2017年7月11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
2+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 · 2014年12月31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
1+阅读 · 2014年12月31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
8+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
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
相关基金
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
2+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 · 2014年12月31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
1+阅读 · 2014年12月31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
8+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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员