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量子河豚隐私:一种面向量子系统的灵活隐私框架

量子物理 2024-07-18 v2 密码学与安全 信息论 机器学习 math.IT

摘要

我们提出了一种面向量子系统的通用隐私框架,称为量子河豚隐私(QPP)。受经典河豚隐私启发,我们的表述推广并解决了量子差分隐私的局限性,在指定私有信息、可行测量与领域知识方面提供了灵活性。我们证明 QPP 可等价地用 Datta-Leditzky 信息谱散度表述,从而首次给出其操作性解释。我们将该散度重新表述为半定规划,并推导其若干性质,进而用于证明 QPP 机制的凸性、可组合性与后处理性。我们还推导了保证去极化机制满足 QPP 的参数。我们分析了一般 QPP 机制的隐私-效用权衡,并再次以去极化机制作为显式实例进行研究。随后将 QPP 框架应用于隐私审计,通过利用量子算法的假设检验流程识别隐私泄露。我们还探讨了其与量子公平性及其他量子散度的联系,并考察了 QPP 的若干变体。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.13054,
  title  = {Quantum Pufferfish Privacy: A Flexible Privacy Framework for Quantum Systems},
  author = {Theshani Nuradha and Ziv Goldfeld and Mark M. Wilde},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.13054},
  year   = {2024}
}

备注

v2: 33 pages, 9 figures, accepted to IEEE Transactions on Information Theory