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基于专家的隐私在线预测:分离性与更快收敛速率

机器学习 2023-07-03 v3 密码学与安全 最优化与控制 机器学习

摘要

基于专家的在线预测是机器学习中的一个基本问题,已有若干工作在隐私约束下研究了该问题。我们提出并分析了该问题的新算法,其遗憾界优于现有针对非自适应对手的最佳算法的相应界。对于近似差分隐私,我们的算法在随机设定下达到O~(Tlogd+logd/ε)\tilde{O}(\sqrt{T \log d} + \log d/\varepsilon)的遗憾界,对遗忘型对手达到O~(Tlogd+T1/3logd/ε)\tilde{O}(\sqrt{T \log d} + T^{1/3} \log d/\varepsilon)的遗憾界(其中dd为专家数量)。对于纯差分隐私,我们的算法是首个在高维情形dTd \ge T下对遗忘型对手获得次线性遗憾的算法。此外,我们证明了针对自适应对手的新下界。我们的结果表明,与非隐私设定不同,该问题中自适应与非自适应对手的最优遗憾之间存在强分离。我们的下界还展示了自适应对手下纯差分隐私与近似差分隐私之间的分离,其中后者对于达到非隐私的O(T)O(\sqrt{T})遗憾是必要的。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.13537,
  title  = {Private Online Prediction from Experts: Separations and Faster Rates},
  author = {Hilal Asi and Vitaly Feldman and Tomer Koren and Kunal Talwar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.13537},
  year   = {2023}
}

备注

Removed the results for the realizable setting which we uploaded with additional results for that setting in a separate paper. Added a proof sketch for the lower bound