计算机科学 > 机器学习
[提交于 2023年10月10日
(v1)
,最后修订 2024年5月7日 (此版本, v2)]
标题: 相关噪声在差分隐私学习中确实优于独立噪声
标题: Correlated Noise Provably Beats Independent Noise for Differentially Private Learning
摘要: 差分隐私学习算法在学习过程中注入噪声。 虽然最常用的隐私学习算法DP-SGD在每次迭代中添加独立的高斯噪声,但关于矩阵分解机制的最新研究表明,在噪声中引入相关性可以显著提高其效用。 我们对任何相关函数选择的渐近学习效用进行了表征,为线性回归给出了精确的解析边界,并为一般的凸函数作为凸规划的解。 我们使用这些边界表明,相关噪声在问题参数(如有效维度和条件数)作为函数时,可以证明优于普通的DP-SGD。 此外,我们对于近似最优相关函数的解析表达式避免了之前工作中用于优化噪声相关矩阵的半定程序的立方复杂度。 我们在私有深度学习上进行了实验来验证我们的理论。 我们的工作在计算和内存方面都高效,同时匹配或超过了之前的工作。
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