已知或未知隐私噪声协方差下的互联系统隐私与安全权衡
系统与控制
2024-06-04 v2 系统与控制
摘要
本文关注互联系统的安全问题，其中每个子系统需利用本地可用信息以及从相邻子系统接收的信息来检测局部攻击。此外，我们考虑存在额外的窃听者能够通过窃听子系统之间传输的数据来推断私有信息。随后，我们采用在传输数据上添加隐私噪声的方法实现隐私保护，并以互信息度量隐私水平。然而，向传输数据添加隐私噪声可能影响检测性能指标，如检测概率和误报概率。因此，我们理论分析了隐私与检测性能之间的权衡。建立一个最大化隐私保护程度和检测概率的优化问题，以获得隐私噪声的协方差。此外，每个子系统的攻击检测器可能无法获取有关隐私噪声的所有信息。我们进一步理论分析了在攻击检测器 lacks 隐私噪声协方差知识的情况下，隐私与误报概率之间的权衡。建立一个最大化隐私保护程度且保证误报失真水平受限的优化问题，以获得{\color{black}{隐私噪声的协方差}}。此外，为了分析隐私噪声对检测概率的影响，我们考虑每个子系统可通过二次数据估计未知的隐私噪声协方差。基于估计得到的协方差，我们构建另一个攻击检测器并分析隐私噪声对其检测性能的影响。最后，提供一个数值示例来验证理论结果的有效性。
引用
@article{arxiv.2405.16905,
title = {Privacy and Security Trade-off in Interconnected Systems with Known or Unknown Privacy Noise Covariance},
author = {Haojun Wang and Kun Liu and Baojia Li and Emilia Fridman and Yuanqing Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.16905},
year = {2024}
}