arXivDaily arXiv每日学术速递 周一至周五更新
arXiv 2501.16680cs.CRcs.DS
收藏

差分隐私集合表示

Differentially Private Set Representations

Sarvar Patel, Giuseppe Persiano, Joon Young Seo, Kevin Yeo

AI总结:

本文研究差分隐私集合表示问题,提出将集合嵌入随机线性系统的新方法,构造了两种匹配空间下界的DP表示算法,在误差概率和空间开销上达到最优权衡。

摘要:

我们研究从大宇宙中表示大小为 $k$ 的集合的差分隐私(DP)机制问题。我们的第一个构造创建了误差概率为 $1/(e^ε+1)$ 的 $(ε,δ)$-DP 表示,使用至多 $1.05 k ε\cdot \log(e)$ 比特的空间,其中构造表示的时间为 $O(k \log(1/δ))$,而解码时间为 $O(\log(1/δ))$。我们还提出了第二种用于纯 $ε$-DP 表示的算法,具有相同的误差,使用至多 $k ε\cdot \log(e)$ 比特的空间,但需要较大的解码时间。我们的算法匹配了我们在隐私-效用权衡上的下界(包括常数但忽略 $δ$ 因子),并且我们还提出了一个新的空间下界,与我们的构造在小的常数因子范围内相匹配。为了得到这些结果,我们设计了一种新方法,将集合嵌入到随机线性系统中,这偏离了大多数先前向非隐私解中注入噪声的方法。

英文摘要:

We study the problem of differentially private (DP) mechanisms for representing sets of size $k$ from a large universe. Our first construction creates $(ε,δ)$-DP representations with error probability of $1/(e^ε+ 1)$ using space at most $1.05 k ε\cdot \log(e)$ bits where the time to construct a representation is $O(k \log(1/δ))$ while decoding time is $O(\log(1/δ))$. We also present a second algorithm for pure $ε$-DP representations with the same error using space at most $k ε\cdot \log(e)$ bits, but requiring large decoding times. Our algorithms match our lower bounds on privacy-utility trade-offs (including constants but ignoring $δ$ factors) and we also present a new space lower bound matching our constructions up to small constant factors. To obtain our results, we design a new approach embedding sets into random linear systems deviating from most prior approaches that inject noise into non-private solutions.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

↑