Differentially private GNNs (Graph Neural Networks) have been recently studied to provide high accuracy in various tasks on graph data while strongly protecting user privacy. In particular, a recent study proposes an algorithm to protect each user's feature vector in an attributed graph with LDP (Local Differential Privacy), a strong privacy notion without a trusted third party. However, this algorithm does not protect edges (friendships) in a social graph or protect user privacy in unattributed graphs. It remains open how to strongly protect edges with LDP while keeping high accuracy in GNNs. In this paper, we propose a novel LDP algorithm called the DPRR (Degree-Preserving Randomized Response) to provide LDP for edges in GNNs. Our DPRR preserves each user's degree hence a graph structure while providing edge LDP. Technically, we use Warner's RR (Randomized Response) and strategic edge sampling, where each user's sampling probability is automatically tuned to preserve the degree information. We prove that the DPRR approximately preserves the degree information under edge LDP. We focus on graph classification as a task of GNNs and evaluate the DPRR using two social graph datasets. Our experimental results show that the DPRR significantly outperforms Warner's RR and provides accuracy close to a non-private algorithm with a reasonable privacy budget, e.g., epsilon=1.


翻译:最近对不同类型的私人GNN(Graph Neal Networks)进行了研究,以便在图表数据中提供高精度的精确度,同时大力保护用户隐私。特别是,最近的一项研究提出了一种算法,以保护每个用户在与LDP(本地差异隐私)相配的图表中的特性矢量。这是一个强大的隐私概念,没有信任第三方。然而,这种算法并不能保护社会图中的边缘(朋友)或保护未归属图形中的用户隐私。它仍然开放,如何有力地保护LDP的边缘,同时保持GNNs的高精度信息。在本文中,我们提议一种名为 DPDR(Degree-Preserviced 随机响应) 的新型LDPR(Degree-Pacrealized Reformation Reference) 的新LDPR(Degress) 算法,我们把每个用户的级别保存在GRRR= DDRRA的精确度,我们把G-DRA的数值显著地标放在一个不精确度上,我们用GRRRRA的图表显示一个不精确度。

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