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插值机制下的私有优化:更快的收敛速率与困难性结果

机器学习 2022-11-01 v1 密码学与安全 最优化与控制 机器学习

摘要

在非私有随机凸优化中,随机梯度方法在插值问题(即存在同时最小化所有样本损失的解的问题)上的收敛远快于非插值问题;我们表明在私有设定下通常不可能出现类似的改进。然而,当函数在最优解附近呈现二次增长时,我们展示了私有样本复杂度的(近)指数级改进。特别地,我们提出一种自适应算法,将 achieving 期望误差α\alpha所需的样本复杂度从dεα\frac{d}{\varepsilon \sqrt{\alpha}}改进为1αρ+dεlog(1α)\frac{1}{\alpha^\rho} + \frac{d}{\varepsilon} \log\left(\frac{1}{\alpha}\right)(对任意固定的ρ>0\rho >0),同时对非插值问题保持标准极小极大最优样本复杂度。我们证明了下界,表明维度相关项是紧的。此外,我们给出一个超效率结果,证明了多项式项对于自适应算法的必要性:任何在插值问题上具有多对数样本复杂度的算法,都无法对该类非插值问题达到极小极大最优速率。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.17070,
  title  = {Private optimization in the interpolation regime: faster rates and hardness results},
  author = {Hilal Asi and Karan Chadha and Gary Cheng and John Duchi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.17070},
  year   = {2022}
}

备注

published at ICML 2022; 25 pages