We study differentially private (DP) algorithms for smooth stochastic minimax optimization, with stochastic minimization as a byproduct. The holy grail of these settings is to guarantee the optimal trade-off between the privacy and the excess population loss, using an algorithm with a linear time-complexity in the number of training samples. We provide a general framework for solving differentially private stochastic minimax optimization (DP-SMO) problems, which enables the practitioners to bring their own base optimization algorithm and use it as a black-box to obtain the near-optimal privacy-loss trade-off. Our framework is inspired from the recently proposed Phased-ERM method [20] for nonsmooth differentially private stochastic convex optimization (DP-SCO), which exploits the stability of the empirical risk minimization (ERM) for the privacy guarantee. The flexibility of our approach enables us to sidestep the requirement that the base algorithm needs to have bounded sensitivity, and allows the use of sophisticated variance-reduced accelerated methods to achieve near-linear time-complexity. To the best of our knowledge, these are the first linear-time optimal algorithms, up to logarithmic factors, for smooth DP-SMO when the objective is (strongly-)convex-(strongly-)concave. Additionally, based on our flexible framework, we derive a new family of near-linear time algorithms for smooth DP-SCO with optimal privacy-loss trade-offs for a wider range of smoothness parameters compared to previous algorithms.


翻译:我们研究的私人(DP)算法有差异性,用于平滑的随机微型最大优化,将随机最小化作为副产品。这些环境的神圣弱点是保证隐私与超人口损失之间的最佳权衡,使用在培训样本数量上具有线性时间复杂性的算法(DP-SMO)来解决个人小型最大优化(DP-SMO)问题。我们的方法具有灵活性,使我们能够回避基本算法需要具有约束性敏感性的要求,并允许使用复杂的快速计算法,以达到接近最优化的隐私损失交易。我们的框架源于最近提出的“SD阶段-ERM 方法[20],以保障隐私和超过人口损失之间的最佳权衡,即使用非移动的私人软化软化组合优化(DP-SCO)算法(DP-S-SCO),这是我们最平稳的私人最低风险最小化(ERM)的稳定性。我们的方法使我们无法满足基本算法需要具有约束性弹性的要求,并允许使用精密的快速度方法实现近线性时间兼容性交易。对于我们最优化的IM-最优化的系统最精细的年水平的动动动动动动算,这是我们最优化的系统最精细的逻辑框架。

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