#hierarchical-clustering

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👥 作者: Jacob Imola, Rasmus Pagh, Lukas Retschmeier

本文研究差分隐私(DP)约束下的基础图优化问题,并给出基于“重构攻击”思路的新型下界证明。作者考虑图 G=(V,E,w⃗),其中顶点集 V 与边集 E 是公开的,只有边权函数 w:E→ℝ 需要满足 ℓ1 邻接关系下的差分隐私。研究对象包括两个经典问题:发布最小生成树(MST)与发布最小权完美匹配。作者证明,在 n 个顶点、m>2n 条边的最坏情形图上,任何 DP 算法的误差下界为 Ω(n·log(m/n)/ε)。该下界与已知的纯 DP 算法上界相匹配,因此是紧的;并且即使在近似 (ε,δ)-DP 下,只要 δ ≤ (n/m)^{Ω(1)},下界依然成立。这一结果改进了 Sealfon(PODS'16)给出的 Ω(n/ε) 下界,量级上增加了 log(m/n) 这个因子。 论文的一个重要对照结论是:在 ℓ1 邻接关系下,允许近似 DP 并不能降低 MST 的误差,这与 Pagh 等人(PODS'25)在 ℓ∞ 邻接关系下证明的“近似 DP 可大幅改善误差”形成鲜明反差,说明邻接关系(敏感度定义)的选择对可实现的效用具有决定性影响。作者并未局限于最坏情形图,而是进一步给出了具有扩展性质(expander)的一大类稀疏图上的下界;特别地,对任意最小割至少为 Ω(log n) 的图,证明了 MST 的 Ω(n/ε) 下界。 最后,作者把方法拓展到隐私层次聚类问题:在 Dasgupta 代价函数(STOC'16)框架下,给出首个由“平衡割的最小权重”参数化的近似 DP 下界,将 Deng 等人(ICLR'25)的结果推广到一般图,并推广到近似 DP 设置。核心方法属于重构式下界证明技术,通过论证若算法精度过高则攻击者可重构出受保护的权重信息,从而反推出误差不可避免。总体贡献是给出了图优化在 DP 下更强、更贴合图结构的误差刻画,明确了隐私—效用权衡的理论极限。

💡 推荐理由: 为图数据发布(网络拓扑、流量图、社交图)的隐私预算评估提供理论下界:在 ℓ1 邻接关系下,(ε,δ)-DP 也救不了 MST/匹配的精度,据此可校验厂商 DP 实现的效用宣称是否可信。

🎯 建议动作: 研究跟进:纳入内部图数据隐私评审参考,重点关注 ℓ1 与 ℓ∞ 邻接关系下的下界差异及重构式证明思路

排序因子: 影响边界/网络设备 (+5) | 来自 arXiv 其他板块 (+2) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.5)