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时间相关性下连续数据发布中差分隐私的量化

数据库 2019-08-01 v3

摘要

差分隐私(Differential Privacy, DP)作为一种严格的隐私框架已受到越来越多的关注。许多现有研究采用传统DP机制(如Laplace机制)作为基元来连续发布私有数据,以保护每个时间点的隐私(即事件级隐私),这些研究假设不同时间点的数据相互独立,或假设对手不了解数据间的相关性。然而,连续生成的数据往往具有时间相关性,且此类相关性可被对手获取。本文研究传统DP机制在时间相关性下的潜在隐私损失。首先,我们分析了可用马尔可夫链建模的时间相关性下DP机制的隐私泄露。我们的分析表明,DP机制的事件级隐私损失可能随时间增加。我们将这种意外的隐私损失称为时间隐私泄露(Temporal Privacy Leakage, TPL)。尽管TPL可能随时间增加,我们发现某些情况下其 supremum 可能存在。其次,我们设计了计算TPL的高效算法。第三,我们提出了将数据发布机制转换为可抵御TPL的任意现有DP机制的方法。实验证实我们的方法高效且有效。

关键词

引用

@article{arxiv.1711.11436,
  title  = {Quantifying Differential Privacy in Continuous Data Release under Temporal Correlations},
  author = {Yang Cao and Masatoshi Yoshikawa and Yonghui Xiao and Li Xiong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1711.11436},
  year   = {2019}
}

备注

accepted in TKDE special issue "Best of ICDE 2017". arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1610.07543