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直方图及相关查询的差分隐私持续释放

数据结构与算法 2025-03-11 v2 密码学与安全

摘要

我们研究了对经历TT次行更新的、来自论域χ\chidd维表的列和进行隐私释放的问题,称为持续释放下的直方图。我们的机制对于一大类查询和输入流,给出了比现有机制更好的加性\ell_\infty误差。我们的第一个贡献是在仅插入模型(χ={0,1}\chi = \{0,1\})中用于维护(i)直方图或(ii)不需要维护整个直方图的查询(如最大或最小列和、中位数或任意分位数)的输出敏感机制。该机制以高概率具有O(dlog2(dq)+logT)O(d\log^2 (dq^*)+\log T)的加性误差,其中qq^*是该数据集上所有时间步的最大输出值。该机制不需要将qq^*作为输入。当qTq^* \ll T时,这打破了先前工作的Ω(dlogT)\Omega(d \log T)界。我们的第二个贡献是针对闸门模型(turnstile model)的机制,其允许负的条目更新(χ={1,0,1}\chi = \{-1, 0,1\})。该机制以高概率具有O(dlog2(dK)+logT)O(d \log^2 (dK) + \log T)的加性误差,其中KK是连续两数据行不同的次数,且机制不需要将KK作为输入。这在监控仅在异常情况下变化的输入时很有用。对于d=1d=1,这给出了闸门模型下持续计数的首个具有O(log2K+logT)O(\log^2 K + \log T)误差的隐私机制,改进了Dwork等人[ASIACRYPT 2015]的O(log2n+logT)O(\log^2 n + \log T)误差界(其中nn是流中1的个数),并且允许负条目,而Dwork等人[ASIACRYPT 2015]只能处理非负条目(χ={0,1}\chi=\{0,1\})。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.11341,
  title  = {Differentially Private Continual Release of Histograms and Related Queries},
  author = {Monika Henzinger and A. R. Sricharan and Teresa Anna Steiner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.11341},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted at AISTATS 2025