Due to massive amounts of data distributed across multiple locations, distributed machine learning has attracted a lot of research interests. Alternating Direction Method of Multipliers (ADMM) is a powerful method of designing distributed machine learning algorithm, whereby each agent computes over local datasets and exchanges computation results with its neighbor agents in an iterative procedure. There exists significant privacy leakage during this iterative process if the local data is sensitive. In this paper, we propose a differentially private ADMM algorithm (P-ADMM) to provide dynamic zero-concentrated differential privacy (dynamic zCDP), by inserting Gaussian noise with linearly decaying variance. We prove that P-ADMM has the same convergence rate compared to the non-private counterpart, i.e., $\mathcal{O}(1/K)$ with $K$ being the number of iterations and linear convergence for general convex and strongly convex problems while providing differentially private guarantee. Moreover, through our experiments performed on real-world datasets, we empirically show that P-ADMM has the best-known performance among the existing differentially private ADMM based algorithms.


翻译:由于在多个地点分布了大量数据,分散的机器学习吸引了许多研究兴趣。不同的乘数方向方法(ADMM)是设计分布式机器学习算法的有力方法,根据这种方法,每个代理商用迭接程序对本地数据集进行计算并与邻国代理商交换计算结果。如果本地数据敏感,在迭接过程中会有大量隐私渗漏。在本文中,我们建议采用差异化的私人ADM算法(P-ADM)提供动态零集中差分隐私(动态 zCDP),通过插入带有线性衰变差异的高斯噪音。我们证明,P-ADMMM与非私人对应方(即$\mathcal{O}(1/K))的趋同率相同,而美元是普通的 convex 和强烈的 convex 问题的迭接率。此外,我们通过在现实世界数据集上进行的实验,我们的经验显示P-ADMMM在现有的差异性私人ADM算法中表现得最佳。

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机器学习(Machine Learning)是一个研究计算学习方法的国际论坛。该杂志发表文章,报告广泛的学习方法应用于各种学习问题的实质性结果。该杂志的特色论文描述研究的问题和方法,应用研究和研究方法的问题。有关学习问题或方法的论文通过实证研究、理论分析或与心理现象的比较提供了坚实的支持。应用论文展示了如何应用学习方法来解决重要的应用问题。研究方法论文改进了机器学习的研究方法。所有的论文都以其他研究人员可以验证或复制的方式描述了支持证据。论文还详细说明了学习的组成部分,并讨论了关于知识表示和性能任务的假设。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ml/
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