#gaussian-mechanism

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👥 作者: Rasmus Pagh, Sia Sejer

本文研究持续观察下私有化发布k维向量更新的问题。初始向量为零向量,在时间点t_i上通过添加x^{(i)}进行更新,其中t_i∈[T],x^{(i)}在k维单位球B_k内。两个数据集被认为是相邻的,如果它们的对称差大小不超过1。持续发布需要在每个时间步t=1,...,T输出累加和A^{(t)} = ∑_{i: t_i ≤ t} x^{(i)}。经典方法可以O(kT)时间、polylog(T)噪声幅度释放近似值。本文考虑每个时间步仅需发布A^{(t)}的子集,提出一种快速高斯机制,能够在常数时间内采样噪声向量中任意指定条目,同时精确复制二叉树机制下高斯噪声的分布。该改进基于布朗桥构建的新数据结构,突破了已知O(log T)时间界限。文章展示了两个数据管理应用:1) 正交范围计数查询的动态数据结构,在隐私/准确性/空间权衡上优于先前结构;2) 连接大小估计,同时改进了高概率界。本文适合对差分隐私、数据流算法和数据结构设计感兴趣的研究者。

💡 推荐理由: 提出常数时间噪声采样方法,显著提升持续观察下差分隐私机制的效率,有助于构建更实用的隐私保护数据发布系统。

🎯 建议动作: 研究跟进

排序因子: 来自 arXiv 其他板块 (+2) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.5)
👥 作者: Huikang Liu, Aras Selvi, Wolfram Wiesemann

本文针对满足 (ε, δ)-差分隐私的标量实值查询函数,设计了一类加性噪声机制,特别关注中低隐私保护水平(即ε较大或δ较宽松)的场景。作者提出的“混合机制”(mixture mechanisms)通过混合多个高斯分布来构造噪声分布,这些高斯分布具有相同的方差,但均值不同,并通过凸组合的方式调整混合权重。具体而言,该分布可以解释为零均值高斯(如分析高斯机制中使用的)与若干均值依赖于查询敏感度的高斯分布的凸组合。论文推导了实现 (ε, δ)-DP 所需方差的紧条件,并给出了高效算法计算这些方差。与广泛使用的分析高斯机制相比,混合机制在期望噪声幅值(ℓ1损失)和方差(零均值分布的ℓ2损失)上均有显著降低。在驱动本设计的低隐私保护水平下,该机制接近于最优,几乎消除了分析高斯机制的全部最优性缺口。该研究为差分隐私的噪声注入提供了一种新的理论框架,适合对差分隐私理论、隐私保护数据发布感兴趣的研究人员和工程师阅读。

💡 推荐理由: 差分隐私是保护数据隐私的核心技术,本文提出的混合高斯机制在低隐私预算下显著降低噪声,提升了数据效用,对实际部署差分隐私(如统计查询、联邦学习)有重要参考价值。

🎯 建议动作: 研究跟进

排序因子: 来自 arXiv 其他板块 (+2) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.5)