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关于带高斯噪声的选择机制的隐私性

机器学习 2024-03-22 v2 密码学与安全

摘要

Report Noisy Max 和 Above Threshold 是两种经典的差分隐私(DP)选择机制。它们的输出是通过向一系列低敏感度查询添加噪声,并报告其(噪声)答案满足特定条件的查询标识获得的。当向查询添加拉普拉斯噪声时,很容易获得这些机制的纯 DP 保证。另一方面,当使用高斯噪声实例化时,标准分析仅能产生近似 DP 保证,尽管这些机制的输出位于离散空间中。在这项工作中,我们重新审视了带有高斯噪声的 Report Noisy Max 和 Above Threshold 的分析,并表明在底层查询有界的额外假设下,可以为 Report Noisy Max 提供纯事前 DP 界限,为 Above Threshold 提供纯事后 DP 界限。所得界限是紧致的,取决于可以使用标准方法进行数值评估的闭式表达式。实证发现,这些界限在高隐私、低数据制度下能带来更紧密的隐私核算。此外,我们提出了一种简单的隐私过滤器来组合纯事后 DP 保证,并利用它推导出了完全自适应的高斯稀疏向量技术机制。最后,我们在移动性和能源消耗数据集上提供了实验,证明我们的稀疏向量技术在实际应用中与以前的方法具有竞争力,并且需要更少的超参数调整。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.06137,
  title  = {On the Privacy of Selection Mechanisms with Gaussian Noise},
  author = {Jonathan Lebensold and Doina Precup and Borja Balle},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.06137},
  year   = {2024}
}

备注

AISTATS 2024