論文の概要: Private Federated Frequency Estimation: Adapting to the Hardness of the Instance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.09396v2
• Date: Sat, 2 Dec 2023 18:10:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-05 23:08:44.821005
• Title: Private Federated Frequency Estimation: Adapting to the Hardness of the Instance
• Title（参考訳）: プライベートフェデレーション周波数推定:インスタンスの硬さに適応する
• Authors: Jingfeng Wu, Wennan Zhu, Peter Kairouz, Vladimir Braverman
• Abstract要約: フェデレート周波数推定(FFE)では、複数のクライアントが協力して、集合データの周波数を推定する。 より実用的なマルチラウンドFEE設定の下では、カウントスケッチの単純な適応は厳密に準最適であることを示す。 そこで本研究では,より高精度なハイブリッドスケッチアルゴリズムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.518740805553634
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In federated frequency estimation (FFE), multiple clients work together to estimate the frequencies of their collective data by communicating with a server that respects the privacy constraints of Secure Summation (SecSum), a cryptographic multi-party computation protocol that ensures that the server can only access the sum of client-held vectors. For single-round FFE, it is known that count sketching is nearly information-theoretically optimal for achieving the fundamental accuracy-communication trade-offs [Chen et al., 2022]. However, we show that under the more practical multi-round FEE setting, simple adaptations of count sketching are strictly sub-optimal, and we propose a novel hybrid sketching algorithm that is provably more accurate. We also address the following fundamental question: how should a practitioner set the sketch size in a way that adapts to the hardness of the underlying problem? We propose a two-phase approach that allows for the use of a smaller sketch size for simpler problems (e.g., near-sparse or light-tailed distributions). We conclude our work by showing how differential privacy can be added to our algorithm and verifying its superior performance through extensive experiments conducted on large-scale datasets.
• Abstract（参考訳）: フェデレート周波数推定(FFE)では、複数のクライアントが協調して、Secure Summation(SecSum)のプライバシー制約を尊重するサーバと通信することで、クライアントが保持するベクトルの和にしかアクセスできないことを保証している。 単一ラウンドFFEの場合、カウントスケッチは基本的な精度通信トレードオフ(Chen et al., 2022)を達成するのにほぼ情報理論的に最適であることが知られている。 しかし,より実用的なマルチラウンド料金設定の下では,カウントスケッチの単純な適応が厳密に最適であることを示すとともに,より精度の高いハイブリッドスケッチ手法を提案する。 私たちはまた、以下の基本的な問題にも対処します: 基礎となる問題の難しさに適応する方法で、どのようにスケッチサイズを設定するべきか? より単純な問題(例えば、近距離分布や光尾分布)に対して、より小さなスケッチサイズを使用できる2相アプローチを提案する。 我々は,我々のアルゴリズムに差分プライバシを追加する方法を示し,大規模データセット上で行った広範囲な実験により,その優れた性能を検証した。

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