論文の概要: On Distributed Differential Privacy and Counting Distinct Elements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.09604v1
- Date: Mon, 21 Sep 2020 04:13:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-16 04:32:06.039097
- Title: On Distributed Differential Privacy and Counting Distinct Elements
- Title(参考訳): 分散微分プライバシーと個別要素のカウントについて
- Authors: Lijie Chen, Badih Ghazi, Ravi Kumar, Pasin Manurangsi
- Abstract要約: 我々は、$n$ユーザのそれぞれが離散集合から要素を保持する設定について研究する。
目標は、すべてのユーザーに対して異なる要素の数を数えることだ。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 52.701425652208734
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the setup where each of $n$ users holds an element from a discrete
set, and the goal is to count the number of distinct elements across all users,
under the constraint of $(\epsilon, \delta)$-differentially privacy:
- In the non-interactive local setting, we prove that the additive error of
any protocol is $\Omega(n)$ for any constant $\epsilon$ and for any $\delta$
inverse polynomial in $n$.
- In the single-message shuffle setting, we prove a lower bound of
$\Omega(n)$ on the error for any constant $\epsilon$ and for some $\delta$
inverse quasi-polynomial in $n$. We do so by building on the moment-matching
method from the literature on distribution estimation.
- In the multi-message shuffle setting, we give a protocol with at most one
message per user in expectation and with an error of $\tilde{O}(\sqrt(n))$ for
any constant $\epsilon$ and for any $\delta$ inverse polynomial in $n$. Our
protocol is also robustly shuffle private, and our error of $\sqrt(n)$ matches
a known lower bound for such protocols.
Our proof technique relies on a new notion, that we call dominated protocols,
and which can also be used to obtain the first non-trivial lower bounds against
multi-message shuffle protocols for the well-studied problems of selection and
learning parity.
Our first lower bound for estimating the number of distinct elements provides
the first $\omega(\sqrt(n))$ separation between global sensitivity and error in
local differential privacy, thus answering an open question of Vadhan (2017).
We also provide a simple construction that gives $\tilde{\Omega}(n)$ separation
between global sensitivity and error in two-party differential privacy, thereby
answering an open question of McGregor et al. (2011).
- Abstract(参考訳): 我々は、n$ ユーザの各要素が離散集合の要素を持ち、そのゴールは $(\epsilon, \delta)$-differentially privacy という制約の下で、全ユーザにわたって異なる要素の数を数えることである: - 非対話的な局所的な設定では、任意のプロトコルの加算誤差が任意の定数 $\epsilon$ に対して$\omega(n)$であることと、任意の $\delta$ 逆多項式に対して$n$ であることを証明する。
- シングルメッセージシャッフル設定では、任意の定数$\epsilon$に対するエラーに対して$\Omega(n)$の低い境界を証明し、ある$\delta$ inverse quasi-polynomial in $n$に対して。
我々は,分布推定に関する文献からモーメントマッチング法を構築した。
- マルチメッセージシャッフル設定では、期待して1ユーザ当たり少なくとも1つのメッセージと、任意の定数$\epsilon$と$n$の$\delta$逆多項式に対して$\tilde{O}(\sqrt(n))$のエラーを持つプロトコルを提供します。
我々のプロトコルは、厳密にシャッフルされ、そのエラー$\sqrt(n)$は、そのようなプロトコルの既知の下限と一致する。
私たちの証明テクニックは、支配的なプロトコルと呼ばれる新しい概念に依存しており、選択と学習のパリティのよく研究された問題に対するマルチメッセージシャッフルプロトコルに対する最初の非自明な下限を得るのにも利用できる。
異なる要素の数を推定するための最初の下限は、グローバルな感度と局所的な差分プライバシーにおけるエラーを分離する最初の$\omega(\sqrt(n))$である。
また,二者差動プライバシにおけるグローバル感度と誤差の分離を$\tilde{\omega}(n)$ とすることで,mcgregor et al. (2011) の疑問に答える簡単な構成を提供する。
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