The stochastic block model (SBM) -- a network model featuring community structure -- is often selected as the fundamental setting in which to analyze the theoretical properties of community detection methods. We consider the problem of privacy-preserving spectral clustering of SBMs under $\varepsilon$-edge differential privacy (DP) for networks, and offer practical interpretations from both the central-DP and local-DP perspectives. Using a randomized response privacy mechanism called the edge-flip mechanism, we take a first step toward theoretical analysis of differentially private community detection by demonstrating conditions under which this strong privacy guarantee can be upheld while achieving spectral clustering convergence rates that match the known rates without privacy. We prove the strongest theoretical results are achievable for dense networks (those with node degree linear in the number of nodes), while weak consistency is achievable under mild sparsity (node degree greater than $n^{-1/2}$). We empirically demonstrate our results on a number of network examples.


翻译:以社区结构为特征的网络模型SBM(SBM)通常被选为分析社区探测方法理论特性的基本环境。我们考虑了网络在$\varepsilon$-gedge差异性隐私(DP)下对SBM进行隐私保护光谱集群的问题,从中央-DP和当地-DP的角度提供了实际的解释。我们使用称为边缘翻转机制的随机反应隐私机制,为理论分析差异性私人社区探测迈出了第一步,展示了在何种条件下能够维持这种强有力的隐私保障,同时实现与已知比率一致的光谱聚集率,而没有隐私。我们证明,对于密集的网络(在节点数中具有节点线线度的网络)来说,最有力的理论结果是可以实现的,而在温和的网络下,一致性是可实现的(度大于$n ⁇ -1/2美元)。我们通过实验性地展示了许多网络实例,从而证明我们的成果。

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