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:在联邦学习与AIoT系统等现代分布式计算应用中,保护隐私对于防止恶意方合谋窃取他人私密信息至关重要。然而,在保护所有各方隐私的同时保证计算结果的效用性颇具挑战,尤其当各方的隐私需求高度异质时。本文提出了一种名为阈值个性化多方差分隐私(TPMDP)的新型多方计算隐私框架,该框架针对有限数量的半诚实合谋攻击者。我们的框架允许每一方拥有个性化的隐私预算。我们设计了一种易于实现且满足TPMDP的多方高斯机制,其中每一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。我们利用该线性规划问题的特定结构,通过O(n)次计算即可求得最优解(n为参与方数量),而通用求解器可能需要指数级计算量。大量实验证明,与未考虑个性化隐私需求或合谋阈值的现有隐私机制相比,我们的方法在低效用损失与高效率方面具有显著优势。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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 · 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
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
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
1+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
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员