The privacy leakage of the model about the training data can be bounded in the differential privacy mechanism. However, for meaningful privacy parameters, a differentially private model degrades the utility drastically when the model comprises a large number of trainable parameters. In this paper, we propose an algorithm \emph{Gradient Embedding Perturbation (GEP)} towards training differentially private deep models with decent accuracy. Specifically, in each gradient descent step, GEP first projects individual private gradient into a non-sensitive anchor subspace, producing a low-dimensional gradient embedding and a small-norm residual gradient. Then, GEP perturbs the low-dimensional embedding and the residual gradient separately according to the privacy budget. Such a decomposition permits a small perturbation variance, which greatly helps to break the dimensional barrier of private learning. With GEP, we achieve decent accuracy with reasonable computational cost and modest privacy guarantee for deep models. Especially, with privacy bound $\epsilon=8$, we achieve $74.9\%$ test accuracy on CIFAR10 and $95.1\%$ test accuracy on SVHN, significantly improving over existing results.


翻译:有关培训数据模型的隐私渗漏可以在不同的隐私机制中加以限制。但是,对于有意义的隐私参数而言,如果模型包含大量可训练参数,则有差别的私人模型会急剧地降低效用。在本文中,我们提议了一种算法 emph{GEP},以便以适当的准确性对不同的私人深层模型进行培训。具体地说,在每一个梯度下降步骤中,GEP首先将单个私人梯度投射到一个不敏感的锚定子子空间,产生一个低维梯度嵌入和一个小温度残余梯度。然后,GEP根据隐私预算分别对低维嵌入和残余梯度进行渗透。这种分解使小的扰动差异大有助于打破私人学习的立面屏障。与GEP一起,我们以合理的计算成本和低度的深度模型隐私保障实现了相当的准确性。特别是,以隐私约束$\epslon=8美元,我们实现了CFAR10的74.9 美元测试精度和SVHN的95.1 美元测试精度大幅改进现有结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习系统设计系统评估标准
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月3日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员