Estimating the probability density of a population while preserving the privacy of individuals in that population is an important and challenging problem that has received considerable attention in recent years. While the previous literature focused on frequentist approaches, in this paper, we propose a Bayesian nonparametric mixture model under differential privacy (DP) and present two Markov chain Monte Carlo (MCMC) algorithms for posterior inference. One is a marginal approach, resembling Neal's algorithm 5 with a pseudo-marginal Metropolis-Hastings move, and the other is a conditional approach. Although our focus is primarily on local DP, we show that our MCMC algorithms can be easily extended to deal with global differential privacy mechanisms. Moreover, for some carefully chosen mechanisms and mixture kernels, we show how auxiliary parameters can be analytically marginalized, allowing standard MCMC algorithms (i.e., non-privatized, such as Neal's Algorithm 2) to be efficiently employed. Our approach is general and applicable to any mixture model and privacy mechanism. In several simulations and a real case study, we discuss the performance of our algorithms and evaluate different privacy mechanisms proposed in the frequentist literature.


翻译:在保护个体隐私的前提下估计总体概率密度是一个重要且具有挑战性的问题,近年来受到了广泛关注。尽管已有文献主要关注频率学派方法,本文提出了一种差分隐私(DP)下的贝叶斯非参数混合模型,并提出了两种用于后验推断的马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法。一种是边际方法,类似于Neal算法5并包含伪边际Metropolis-Hastings转移;另一种是条件方法。虽然我们主要关注局部DP,但我们证明了所提出的MCMC算法可以轻松扩展至处理全局差分隐私机制。此外,对于某些精心选择的机制和混合核,我们展示了如何解析地边际化辅助参数,从而能够高效地使用标准MCMC算法(即非隐私化算法,如Neal算法2)。我们的方法具有通用性,适用于任何混合模型和隐私机制。通过多组模拟实验和一个真实案例研究,我们讨论了所提算法的性能,并评估了频率学派文献中提出的不同隐私机制。

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
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6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
《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
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
【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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
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
3+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
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年7月2日
Arxiv
0+阅读 · 2024年6月28日
Arxiv
49+阅读 · 2021年9月11日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
1+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
2+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
2+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
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
3+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
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员