Pufferfish privacy (PP) is a generalization of differential privacy (DP), that offers flexibility in specifying sensitive information and integrates domain knowledge into the privacy definition. Inspired by the illuminating equivalent formulation of DP in terms of mutual information due to Cuff and Yu, this work explores PP through the lens of information theory. We provide an information-theoretic formulation of PP, termed mutual information PP (MI-PP), in terms of the conditional mutual information between the mechanism and the secret, given the public information. We show that MI-PP is implied by the regular PP and characterize conditions under which the reverse implication is also true, recovering the DP information-theoretic equivalence result as a special case. We establish convexity, composability, and post-processing properties for MI-PP mechanisms and derive noise levels for the Gaussian and Laplace mechanisms. The obtained mechanisms are applicable under relaxed assumptions and provide improved noise levels in some regimes, compared to classic, sensitivity-based approaches. Lastly, applications of MI-PP to auditing privacy frameworks, statistical inference tasks, and algorithm stability are explored.


翻译:食鱼隐私(PP)是区别隐私(DP)的概括化,它提供了具体规定敏感信息和将域知识纳入隐私定义的灵活性。在由Cuff和Yu提供的对等信息中,这项工作通过信息理论的透镜探索PP。我们提供了PP(称为相互信息P(MI-PP))的信息理论性配方,即该机制与秘密之间的有条件的相互信息,因为有公共信息;我们表明MIP(MI-P)是常规P的隐含,并说明了反向影响也是真实的情况,我们从特殊情况中恢复了DP的信息理论等同结果。我们为MIP(P)机制建立了共性、可兼容性和后处理特性,并为Gaussian和Laplace机制产生了噪音水平。我们获得的机制在宽松的假设下适用,并在某些制度中与传统、敏感性方法相比,提高了噪音水平。最后,还探讨了MI-PP(MI)用于审计隐私框架、统计推论任务和算稳定性。

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