論文の概要: Differentially Private Synthetic Data Generation via
Lipschitz-Regularised Variational Autoencoders
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.11336v2
- Date: Thu, 13 Jul 2023 06:57:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-14 17:27:45.875064
- Title: Differentially Private Synthetic Data Generation via
Lipschitz-Regularised Variational Autoencoders
- Title（参考訳）: lipschitz-regularized variational autoencoderを用いた微分プライベートな合成データ生成
- Authors: Benedikt Gro{\ss}, Gerhard Wunder
- Abstract要約: 生成モデルが個々のトレーニング記録の多くの詳細を記憶する傾向があることは、しばしば見落とされがちである。
本稿では,生成モデルにおける本質を直接活用するデータ生成手法について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7463972693041274
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Synthetic data has been hailed as the silver bullet for privacy preserving
data analysis. If a record is not real, then how could it violate a person's
privacy? In addition, deep-learning based generative models are employed
successfully to approximate complex high-dimensional distributions from data
and draw realistic samples from this learned distribution. It is often
overlooked though that generative models are prone to memorising many details
of individual training records and often generate synthetic data that too
closely resembles the underlying sensitive training data, hence violating
strong privacy regulations as, e.g., encountered in health care. Differential
privacy is the well-known state-of-the-art framework for guaranteeing
protection of sensitive individuals' data, allowing aggregate statistics and
even machine learning models to be released publicly without compromising
privacy. The training mechanisms however often add too much noise during the
training process, and thus severely compromise the utility of these private
models. Even worse, the tight privacy budgets do not allow for many training
epochs so that model quality cannot be properly controlled in practice. In this
paper we explore an alternative approach for privately generating data that
makes direct use of the inherent stochasticity in generative models, e.g.,
variational autoencoders. The main idea is to appropriately constrain the
continuity modulus of the deep models instead of adding another noise mechanism
on top. For this approach, we derive mathematically rigorous privacy guarantees
and illustrate its effectiveness with practical experiments.
- Abstract（参考訳）: 合成データは、プライバシー保護データ分析のための銀の弾丸として称賛されている。
もしレコードが本物でなければ、どうやって人のプライバシーを侵害するのか?
さらに、深層学習に基づく生成モデルを用いて、データから複雑な高次元分布を近似し、この学習分布から現実的なサンプルを描画する。
しかし、生成モデルは個々のトレーニング記録の多くの詳細を記憶する傾向があり、基礎となる機密的なトレーニングデータに近づきすぎる合成データを生成するため、例えば医療で遭遇したような強力なプライバシー規制に違反することが多い。
differential privacy(ディファレンシャルプライバシ、ディファレンシャルプライバシ)は、機密性の高い個人のデータの保護を保証するための、よく知られている最先端フレームワークである。
しかしながら、トレーニングメカニズムはトレーニングプロセス中に多くのノイズを発生させることが多く、これらのプライベートモデルの有用性を著しく損なう。
さらに悪いことに、厳格なプライバシー予算は、モデル品質を実際に適切に制御できないように、多くのトレーニングエポックを許さない。
本稿では, 変動オートエンコーダなどの生成モデルにおいて, 固有確率を直接利用したデータを生成する方法について検討する。
主なアイデアは、その上に別のノイズ機構を追加するのではなく、深層モデルの連続性モジュラーを適切に制約することである。
このアプローチでは,数学的に厳密なプライバシ保証を導出し,その有効性を実用実験で示す。
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