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私有学习与 sanitize:纯微分隐私与近似微分隐私

机器学习 2014-07-11 v1 密码学与安全 机器学习

摘要

我们比较了在纯 ϵ\epsilon-微分隐私 [Dwork et al. TCC 2006] 和近似 (ϵ,δ)(\epsilon,\delta)-微分隐私 [Dwork et al. Eurocrypt 2006] 下,私有学习 [Kasiviswanathan et al. 2008] 和 sanitize [Blum et al. 2008] 的样本复杂度。我们表明,在近似微分隐私下,这些任务的样本复杂度可能显著低于纯微分隐私下的样本复杂度。我们定义了一类优化问题,称为拟凹承诺问题 (Quasi-Concave Promise Problems),它推广了我们考虑的部分任务。我们观察到,拟凹承诺问题可以利用较小规模拟凹承诺问题的解进行私有近似。这使我们能够构建一个高效的递归算法来私有地求解此类问题。具体而言,我们为高维空间中的点函数、阈值函数和轴对齐矩形构建了私有学习器。类似地,我们为点函数和阈值函数构建了 sanitize 器。我们还考察了标签私有学习器(私有学习的一种松弛形式,要求学习器仅保护样本中标签的隐私)的样本复杂度。我们证明 VC 维完全刻画了此类学习器的样本复杂度,即具有标签隐私的学习样本复杂度(至多相差常数倍)等于无隐私条件下的学习样本复杂度。

关键词

引用

@article{arxiv.1407.2674,
  title  = {Private Learning and Sanitization: Pure vs. Approximate Differential Privacy},
  author = {Amos Beimel and Kobbi Nissim and Uri Stemmer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1407.2674},
  year   = {2014}
}