There is a disconnect between how researchers and practitioners handle privacy-utility tradeoffs. Researchers primarily operate from a privacy first perspective, setting strict privacy requirements and minimizing risk subject to these constraints. Practitioners often desire an accuracy first perspective, possibly satisfied with the greatest privacy they can get subject to obtaining sufficiently small error. Ligett et al. have introduced a "noise reduction" algorithm to address the latter perspective. The authors show that by adding correlated Laplace noise and progressively reducing it on demand, it is possible to produce a sequence of increasingly accurate estimates of a private parameter while only paying a privacy cost for the least noisy iterate released. In this work, we generalize noise reduction to the setting of Gaussian noise, introducing the Brownian mechanism. The Brownian mechanism works by first adding Gaussian noise of high variance corresponding to the final point of a simulated Brownian motion. Then, at the practitioner's discretion, noise is gradually decreased by tracing back along the Brownian path to an earlier time. Our mechanism is more naturally applicable to the common setting of bounded $\ell_2$-sensitivity, empirically outperforms existing work on common statistical tasks, and provides customizable control of privacy loss over the entire interaction with the practitioner. We complement our Brownian mechanism with ReducedAboveThreshold, a generalization of the classical AboveThreshold algorithm that provides adaptive privacy guarantees. Overall, our results demonstrate that one can meet utility constraints while still maintaining strong levels of privacy.


翻译:研究者与实践者在处理隐私-效用权衡时存在脱节。研究者主要从隐私优先的视角出发,设定严格的隐私要求并在这些约束下最小化风险。而实践者通常更倾向于精度优先的视角,即希望在获得足够小误差的前提下尽可能提高隐私保护水平。Ligett等人提出了一种"噪声缩减"算法来应对后一种视角。他们证明,通过添加相关拉普拉斯噪声并逐步按需降低噪声,可以生成对隐私参数精度递增的估计序列,且仅需为最终发布的噪声最小的迭代付出隐私成本。本文将该噪声缩减方法推广至高斯噪声场景,提出了布朗机制。该机制首先模拟布朗运动的终点,添加具有高方差的高斯噪声;随后,实践者可沿布朗路径回溯至更早的时间点,逐步降低噪声。该机制天然适用于有界ℓ2灵敏度这一常见场景,在常规统计任务上实证表现优于现有方法,并能根据实践者与系统的整体交互灵活控制隐私损失。我们还提出了ReducedAboveThreshold算法作为经典AboveThreshold算法的推广,提供自适应隐私保证。总体而言,我们的研究结果表明:即使强隐私保护水平下,仍可满足效用约束。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+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
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
13+阅读 · 2017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
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
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
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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2022年4月30日
Arxiv
15+阅读 · 2022年1月24日
VIP会员
最新内容
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
6+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关VIP内容
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
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
13+阅读 · 2017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
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
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
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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员