本文研究在本地差分隐私保护下,跨多个独立数据孤岛的去匿名化攻击威胁。当一个人的记录出现在k个各自满足(ε,δ)-差分隐私的孤岛中时,标准组合机制提供(kε, kδ)-DP保证,但这一最坏情况边界无法回答具体推断问题:在多大的k下,攻击者能实际识别目标个体?为此,论文提出跨孤岛个体级差分隐私(XSP-DP)框架,这是一种Pufferfish风格的隐私概念,其邻接关系同时捕捉单个个体在所有孤岛上的所有记录,并验证标准基本组合边界适用于此邻接模型。在该框架内,论文证明去匿名化存在相变现象:阈值k* = Θ(log n / ε²)(n为人口规模,ε为单孤岛本地差分隐私参数)。Fano下界表明当k << k*时任何估计器都失效,而匹配的最大似然上界表明当k >> k*时攻击成功。通过显式的XOR+随机响应构造,论文展示了信息协同效应:每个孤岛的单独输出对目标无信息量,但联合互信息严格为正。对于非协调的二元随机响应机制,论文证明一旦k超过阈值,去匿名化不可避免,从而说明了跨孤岛协调的必要性。这些结果为本地DP下跨孤岛推断攻击提供了基线威胁模型和Θ级阈值。本文适合安全研究人员、隐私保护工程师以及从事差分隐私应用的理论工作者阅读。
💡 推荐理由: 为跨孤岛差分隐私场景下的身份泄露风险提供了严格的信息论下界与可操作阈值,填补了组合差分隐私中实际推断能力的理论空白。
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