論文の概要: Fairness-aware Differentially Private Collaborative Filtering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.09527v1
• Date: Thu, 16 Mar 2023 17:44:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-17 14:17:20.452996
• Title: Fairness-aware Differentially Private Collaborative Filtering
• Title（参考訳）: フェアネスを考慮した個人共同フィルタリング
• Authors: Zhenhuan Yang, Yingqiang Ge, Congzhe Su, Dingxian Wang, Xiaoting Zhao, Yiming Ying
• Abstract要約: 協調フィルタリングに基づくアルゴリズムのための2段階フレームワークである textbfDP-Fair を提案する。 具体的には、差別的なプライバシメカニズムと公正な制約を組み合わせて、公正なレコメンデーションを確保しながらユーザのプライバシを保護する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.815168994407358
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recently, there has been an increasing adoption of differential privacy guided algorithms for privacy-preserving machine learning tasks. However, the use of such algorithms comes with trade-offs in terms of algorithmic fairness, which has been widely acknowledged. Specifically, we have empirically observed that the classical collaborative filtering method, trained by differentially private stochastic gradient descent (DP-SGD), results in a disparate impact on user groups with respect to different user engagement levels. This, in turn, causes the original unfair model to become even more biased against inactive users. To address the above issues, we propose \textbf{DP-Fair}, a two-stage framework for collaborative filtering based algorithms. Specifically, it combines differential privacy mechanisms with fairness constraints to protect user privacy while ensuring fair recommendations. The experimental results, based on Amazon datasets, and user history logs collected from Etsy, one of the largest e-commerce platforms, demonstrate that our proposed method exhibits superior performance in terms of both overall accuracy and user group fairness on both shallow and deep recommendation models compared to vanilla DP-SGD.
• Abstract（参考訳）: 近年,プライバシーを保全する機械学習タスクにおいて,ディファレンシャルプライバシガイドアルゴリズムが採用されている。 しかし、そのようなアルゴリズムの使用はアルゴリズムの公平性の観点からトレードオフがあり、広く認められている。 具体的には,DP-SGDにより学習された古典的協調フィルタリング手法が,異なるユーザエンゲージメントレベルに対して,異なるユーザグループに異なる影響を与えることを実証的に観察した。 これにより、元の不公平なモデルは、非アクティブなユーザに対してより偏りが増す。 上記の問題に対処するために,協調フィルタリングに基づくアルゴリズムのための二段階フレームワークである \textbf{dp-fair} を提案する。 具体的には、差別的なプライバシメカニズムと公正な制約を組み合わせて、公正なレコメンデーションを確保しながらユーザのプライバシを保護する。 AmazonデータセットとEtsyから収集したユーザ履歴ログに基づく実験結果から,提案手法は,バニラDP-SGDと比較して,浅部および深部の両方の推奨モデルに対して,全体的な精度とユーザグループフェアネスの両方において優れた性能を示すことが示された。

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