Renyi Differentially Private ERM for Smooth Objectives ntoes

Chen C, Lee J, Kifer D. Renyi differentially private erm for smooth objectives[C]//The 22nd International Conference on Artificial Intelligence and Statistics. 2019: 2037-2046.

为凸ERM问题提出了RDP-SGD。利用了输出扰动和SGD本身对随机性,创造了“随机的敏感度”来减少噪声量的添加。输出扰动的好处之一是,可以合并一个定期求平均的步骤,以进一步降低敏感度,同时提高精度(将SGD的众所周知的振荡行为降低至最佳水平)。RDP提供的$(\epsilon,\delta)$-DP保证,比之前的工作性能更好。

本文的方案基于SGD和输出扰动,提出了满足RDP的针对convex ERM优化问题的解决方案。

本文的解决方案有以下特征:

  1. 利用了mini-batch SGD的一种变体:这一选择和full-batch梯度下降相比,可以加速计算,对足够大的数据集来说,SGD训练模型的迭代次数远比full-batch的小,因此每个数据对最优解的影响很小;
  2. 利用了输出扰动:此选择使我们可以对SGD中遇到的中间参数向量进行周期性的平均。在凸的ERM中,这种平均可以帮助加速收敛(直觉上想,减少了震荡)。同时,还可以帮助用更少的噪声来保护隐私。此外,当最初对输入数据进行重新排列(permuted)时,SGD更新是收缩映射和扩展映射的随机组合。 这种随机行为使我们可以进一步减少保护隐私所需的噪声。
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