利用隐私保护整数规划求解肾脏交换问题（更新与扩展版）
密码学与安全
2023-10-24 v2
摘要
肾脏交换问题（KEP）旨在为一组肾病患者及其不兼容的捐赠者找到一组交换方案，以最大化可执行的移植数量。近来，该问题已从隐私角度加以研究，以保护患者和捐赠者的敏感医疗数据，并减少交换计算被操纵的可能性。然而，迄今为止所提出的方法要么仅能计算出 KEP 的近似解，要么性能大幅下降。在本文中，我们提出了一种新颖的隐私保护协议，可计算出 KEP 的精确解，并显著优于其他现有的精确方法。我们的新协议基于整数规划（Integer Programming），这是在非隐私保护情形下求解 KEP 最有效的方法。我们通过扩展理想功能的输出以包含底层算法的终止判定，相比迄今已知的隐私保护方法实现了性能提升。我们在 SMPC 基准测试框架 MP-SPDZ 中实现了我们的协议，并将其性能与现有的求解 KEP 的协议进行了比较。在这篇论文的扩展版中，我们还评估了是否以及能从理想功能的扩展输出中推断出多少信息。
引用
@article{arxiv.2208.11319,
title = {Solving the Kidney Exchange Problem Using Privacy-Preserving Integer Programming (Updated and Extended Version)},
author = {Malte Breuer and Pascal Hein and Leonardo Pompe and Ben Temme and Ulrike Meyer and Susanne Wetzel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.11319},
year = {2023}
}
备注
This is the updated and extended version of the work published in 19th Annual International Conference on Privacy, Security and Trust (PST2022), August 22-24, 2022, Fredericton, Canada / Virtual Conference, https://doi.org/10.1109/PST55820.2022.9851968