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重新分析Gauss:基于Dyson布朗运动的隐私矩阵近似界

数据结构与算法 2022-11-14 v1 密码学与安全 机器学习 数值分析 数值分析 机器学习

摘要

给定对称矩阵MM和向量λ\lambda,在(ε,δ)(\varepsilon,\delta)-差分隐私下,我们给出了Gaussian机制以谱为λ\lambda的矩阵近似MM的Frobenius距离效用的新的界。我们的界依赖于λ\lambdaMM特征值中的间隙,且在MM的前k+1k+1个特征值具有足够大间隙时成立。当应用于隐私秩-kk协方差矩阵近似与子空间恢复问题时,我们的界改进了先前的界。我们的界是通过将Gaussian噪声的添加视为连续时间矩阵布朗运动而获得的。这一观点使我们能够追踪由Dyson发现的随机微分方程所支配的矩阵特征值与特征向量的演化。这些方程允许我们将效用界定为特征向量扰动的平方和的平方根,而非通过Davis-Kahan型定理获得的扰动界之和。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.06418,
  title  = {Re-Analyze Gauss: Bounds for Private Matrix Approximation via Dyson Brownian Motion},
  author = {Oren Mangoubi and Nisheeth K. Vishnoi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.06418},
  year   = {2022}
}

备注

This is the full version of a paper which was accepted to NeurIPS 2022