Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > stat > arXiv:2507.17544

帮助 | 高级搜索

统计学 > 机器学习

arXiv:2507.17544 (stat)
[提交于 2025年7月23日 ]

标题: 具有随机投影的最优差分隐私核学习

标题: Optimal differentially private kernel learning with random projection

Authors:Bonwoo Lee, Cheolwoo Park, Jeongyoun Ahn
摘要: 差分隐私已成为隐私保护学习算法发展中的基石。 本工作针对经验风险最小化(ERM)框架内的差分隐私核学习进行了优化。 我们提出了一种基于再生核希尔伯特空间中随机投影的新型差分隐私核ERM算法,该算法使用高斯过程。 在局部强凸性条件下,我们的方法对于平方损失和Lipschitz光滑凸损失函数都达到了极小极大最优的额外风险。 我们进一步表明,基于其他维度约简技术(如随机傅里叶特征映射或$\ell_2$正则化)的现有方法,其泛化性能次优。 我们的关键理论贡献还包括对基于目标扰动的私有线性ERM的无维度泛化界限的推导——这是首个不依赖于噪声梯度机制的此类结果。 此外,我们得到了现有差分隐私核ERM算法更精确的泛化界限。 实证评估支持我们的理论结论,证明了随机投影能够实现统计上高效且最优私有的核学习。 这些发现为差分隐私算法的设计提供了新的见解,并突显了维度约简在平衡隐私与效用中的核心作用。
摘要: Differential privacy has become a cornerstone in the development of privacy-preserving learning algorithms. This work addresses optimizing differentially private kernel learning within the empirical risk minimization (ERM) framework. We propose a novel differentially private kernel ERM algorithm based on random projection in the reproducing kernel Hilbert space using Gaussian processes. Our method achieves minimax-optimal excess risk for both the squared loss and Lipschitz-smooth convex loss functions under a local strong convexity condition. We further show that existing approaches based on alternative dimension reduction techniques, such as random Fourier feature mappings or $\ell_2$ regularization, yield suboptimal generalization performance. Our key theoretical contribution also includes the derivation of dimension-free generalization bounds for objective perturbation-based private linear ERM -- marking the first such result that does not rely on noisy gradient-based mechanisms. Additionally, we obtain sharper generalization bounds for existing differentially private kernel ERM algorithms. Empirical evaluations support our theoretical claims, demonstrating that random projection enables statistically efficient and optimally private kernel learning. These findings provide new insights into the design of differentially private algorithms and highlight the central role of dimension reduction in balancing privacy and utility.
评论: 110页,12幅图
主题: 机器学习 (stat.ML) ; 机器学习 (cs.LG); 方法论 (stat.ME)
引用方式: arXiv:2507.17544 [stat.ML]
  (或者 arXiv:2507.17544v1 [stat.ML] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.17544
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Bonwoo Lee [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 7 月 23 日 14:20:46 UTC (350 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
stat.ML
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs
cs.LG
stat
stat.ME

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号