Local Differential Privacy (LDP) is now widely adopted in large-scale systems to collect and analyze sensitive data while preserving users' privacy. However, almost all LDP protocols rely on a semi-trust model where users are curious-but-honest, which rarely holds in real-world scenarios. Recent works show poor estimation accuracy of many LDP protocols under malicious threat models. Although a few works have proposed some countermeasures to address these attacks, they all require prior knowledge of either the attacking pattern or the poison value distribution, which is impractical as they can be easily evaded by the attackers. In this paper, we adopt a general opportunistic-and-colluding threat model and propose a multi-group Differential Aggregation Protocol (DAP) to improve the accuracy of mean estimation under LDP. Different from all existing works that detect poison values on individual basis, DAP mitigates the overall impact of poison values on the estimated mean. It relies on a new probing mechanism EMF (i.e., Expectation-Maximization Filter) to estimate features of the attackers. In addition to EMF, DAP also consists of two EMF post-processing procedures (EMF* and CEMF*), and a group-wise mean aggregation scheme to optimize the final estimated mean to achieve the smallest variance. Extensive experimental results on both synthetic and real-world datasets demonstrate the superior performance of DAP over state-of-the-art solutions.


翻译:当地差异隐私(LDP)目前被广泛采用,用于大规模系统收集和分析敏感数据,同时保护用户的隐私;然而,几乎所有LDP协议都依赖半信任模式,即用户是好奇但诚实的,在现实世界情景中很少存在这种模式;最近的工作显示,恶意威胁模式下许多LDP协议的估计准确性差,虽然有少数工作提议了一些应对这些袭击的对策,但它们都需要事先了解攻击模式或毒值分布,这是不切实际的,因为攻击者可以轻易回避。我们本文件采用了一般的机会与平衡威胁模式,并提出了多组差异聚合议定书,以提高LDP下平均估算的准确性。不同于所有现有在个人基础上检测毒值的工程,DAP减轻了毒值对估计平均值的总体影响。它们都依靠一个新的预测机制EMF(即预期-氧化过滤器)来估计攻击者的特点。除了EMF、DAP-AP-AF-S-S-Simal-Supal-Supal-Supal-Simal-Acal-Appyal Processal-MLOal-S-Ial Procalalal Proportalalalal Procal Procalal 和CF-Appal-Appalal-Appal 和CEMMDalalalalalalalalalalalalalalalalalalal Procal Procalmentalmental 和M) 方案外,还展示两种方法外,还展示了两种最优性结果。</s>

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