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关于差分隐私下的联邦线性上下文_bandit问题

机器学习 2023-06-01 v2 密码学与安全

摘要

我们考虑在差分隐私下的跨机构(cross-silo)联邦线性上下文_bandit(LCB)问题,其中多个机构(智能体)与本地用户交互并通过中心服务器通信以实现协作,同时不牺牲每个用户的隐私。我们指出了当前最优方法中的三个问题:(i)所声称的隐私保护失效;(ii)因噪声误算导致的错误后悔界;(iii)无依据的通信代价。为解决这些问题,我们采取两步原则性方法。首先,我们设计一个由通用联邦 LCB 算法和灵活隐私协议组成的算法框架。然后,利用所提框架,我们在两种不同隐私约束下研究联邦 LCB。我们首先在机构级本地差分隐私下建立隐私与后悔保证,修复了当前最优算法中存在的问题。为进一步提升后悔性能,我们接着考虑差分隐私的洗牌模型(shuffle model),并表明我们的算法可在无可信服务器下达到近乎“最优”的后悔。我们通过两种不同方案实现这一点——一种依赖于关于 DP 机制经洗牌隐私放大的新结果,另一种将向量和的洗牌协议集成到基于树的机制中,二者均可能具有独立意义。最后,我们在合成与真实数据生成的上下文_bandit 实例上通过数值评估支撑了我们的理论结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.13945,
  title  = {On Differentially Private Federated Linear Contextual Bandits},
  author = {Xingyu Zhou and Sayak Ray Chowdhury},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.13945},
  year   = {2023}
}