#privacy-utility-tradeoff

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👥 作者: Seung-Hyun Nam, Hyun-Young Park, Si-Hyeon Lee

该论文研究本地差分隐私(LDP)下的最优隐私-效用权衡(PUT)问题。现有方法往往针对特定问题进行案例分析,缺乏统一理论框架。作者提出一个通用理论框架,系统刻画了一般隐私保护统计决策问题中的最优PUT和最优LDP通道。首先,他们识别了贝叶斯风险和极小化风险作为LDP通道函数的关键功能性质,包括数据处理不等式(DPI)、直和拟凸性(或可加性)、凹性和对称不变性。利用这些性质,他们缩小了计算最优PUT所需的优化域。此外,基于凸几何的洞见,他们建立了Blackwell序下最大LDP通道与有限维多面体之间的一一对应关系,给出了精确的几何刻画,使得最优PUT可以通过顶点枚举或线性规划进行有效计算。当问题具有由传递群作用表征的对称性时,他们推导出最优PUT的精确解析表达式,无需数值优化即可得到闭式解。该框架不仅适用于风险最小化,还广泛适用于信息论度量(如互信息、f-散度、Fisher信息)在LDP通道上的最大化。作者通过恢复或强化多个已知结果,并推导出此前未解决的特定任务中最优PUT的精确解析表达式,展示了该理论框架的有效性。该研究适合对差分隐私、信息论和统计决策理论感兴趣的研究者。

💡 推荐理由: 提供了LDP最优隐私-效用权衡的统一理论框架,将碎片化的结果系统化,并给出可计算的几何/解析方法,对隐私保护算法的设计和评估具有重要理论指导意义。

🎯 建议动作: 研究跟进

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