Privacy issues and communication cost are both major concerns in distributed optimization. There is often a trade-off between them because the encryption methods required for privacy-preservation often incur expensive communication bandwidth. To address this issue, we, in this paper, propose a quantization-based approach to achieve both communication efficient and privacy-preserving solutions in the context of distributed optimization. By deploying an adaptive differential quantization scheme, we allow each node in the network to achieve its optimum solution with a low communication cost while keeping its private data unrevealed. Additionally, the proposed approach is general and can be applied in various distributed optimization methods, such as the primal-dual method of multipliers (PDMM) and the alternating direction method of multipliers (ADMM). Moveover, we consider two widely used adversary models: passive and eavesdropping. Finally, we investigate the properties of the proposed approach using different applications and demonstrate its superior performance in terms of several parameters including accuracy, privacy, and communication cost.


翻译:隐私问题和通信成本都是分配优化中的主要问题。 两者之间经常发生权衡,因为保护隐私所需的加密方法往往需要昂贵的通信带宽。 为解决这一问题,我们在本文件中提出一个基于量化的办法,以便在分配优化中实现通信效率和隐私保护解决方案。我们通过采用适应性差分量化办法,允许网络中每个节点以低通信成本实现最佳解决方案,同时不泄露其私人数据。此外,提议的方法是一般性的,可以应用于各种分配优化方法,如最初的倍增效法(PDMM)和乘数交替方向法(ADMM)。移动式,我们考虑两种广泛使用的对抗模式:被动式和隐伏式。最后,我们利用不同的应用程序调查拟议方法的特性,并表明其在包括准确性、隐私和通信成本在内的若干参数方面的优异性表现。

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