Recent studies show that differential privacy is vulnerable when different individuals' data in the dataset are correlated, and that there are many cases where differential privacy implies poor utility. In order to treat the two weaknesses, we traced the origin of differential privacy to Dalenius' goal, a more rigorous privacy measure. We formalized Dalenius' goal by using Shannon's perfect secrecy and tried to achieve Dalenius' goal with better utility. Our first result is that, if the independence assumption is true, then differential privacy is equivalent to Dalenius' goal, where the independence assumption assumes that each adversary has no knowledge of the correlation among different individuals' data in the dataset. This implies that the security of differential privacy is based on the independence assumption. Since the independence assumption is impractical, we introduced a new practical assumption, which assumes that each adversary is unknown to some data of the dataset if the dataset is large enough. Based on the assumption, we can achieve Dalenius' goal with better utility. Furthermore, we proved a useful result which can transplant results or approaches of information theory into data privacy protection. We then proved that several basic privacy mechanisms/channels satisfy Dalenuis' goal, such as the random response, the exponential, and the Gaussian privacy channels, which are respective counterparts of the random response, the exponential, and the Gaussian mechanisms of differential privacy. Moreover, the group and the composition properties were also proved. Finally, by using Yao's computational information theory, we extend our model to the computational-bounded case.


翻译:最近的研究表明,当不同的个人数据在数据集中相互关联时,不同的隐私是脆弱的,而不同的隐私是脆弱的,而且在许多情况下,不同的隐私意味着缺乏效用。为了处理这两个弱点,我们把差异隐私的根源追溯到Daelnius的目标,这是一个更严格的隐私措施。我们利用香农的完美保密性正式确定了Dalnius的目标,并试图以更好的效用实现Dalnius的目标。我们的第一个结果是,如果独立假设是真实的,那么差异隐私就等同于Dalenius的目标,而独立假设假定每个对手对数据集中不同个人数据的相关性都缺乏了解。这意味着差异隐私的安全是以独立假设为基础的。由于独立假设是不切实际的,我们引入了一个新的实际假设,即如果数据集足够大,则每个对手对数据集的某些数据都是陌生的。根据假设,我们可以以更好的效用实现Dalnius的目标。此外,我们证明了一个有用的结果,可以将结果或信息理论的方法移植到数据隐私保护中。我们随后证明,一些基本的隐私机制/Channels的保密性是基于独立假设的假设。由于独立假设是不切实际的假设的假设,因此,每个对手都无法使用高估值的计算结果。

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