Differential private (DP) query and response mechanisms have been widely adopted in various applications based on Internet of Things (IoT) to leverage variety of benefits through data analysis. The protection of sensitive information is achieved through the addition of noise into the query response which hides the individual records in a dataset. However, the noise addition negatively impacts the accuracy which gives rise to privacy-utility trade-off. Moreover, the DP budget or cost $\epsilon$ is often fixed and it accumulates due to the sequential composition which limits the number of queries. Therefore, in this paper, we propose a framework known as optimized privacy-utility trade-off framework for data sharing in IoT (OPU-TF-IoT). Firstly, OPU-TF-IoT uses an adaptive approach to utilize the DP budget $\epsilon$ by considering a new metric of population or dataset size along with the query. Secondly, our proposed heuristic search algorithm reduces the DP budget accordingly whereas satisfying both data owner and data user. Thirdly, to make the utilization of DP budget transparent to the data owners, a blockchain-based verification mechanism is also proposed. Finally, the proposed framework is evaluated using real-world datasets and compared with the traditional DP model and other related state-of-the-art works. The results confirm that our proposed framework not only utilize the DP budget $\epsilon$ efficiently, but it also optimizes the number of queries. Furthermore, the data owners can effectively make sure that their data is shared accordingly through our blockchain-based verification mechanism which encourages them to share their data into the IoT system.


翻译:在基于互联网的“物联网”(IoT)的各种应用中,广泛采用了不同的私人(DP)查询和反应机制,以通过数据分析利用各种好处。保护敏感信息的方法是:在查询答复中增加噪音,将个人记录隐藏在数据集中;然而,噪音的增加对准确性产生了负面影响,从而导致私利使用权交易。此外,DP预算或成本($\epsilon$)往往被固定,并由于顺序构成限制了查询数量而累积。因此,在本文件中,我们提议了一个称为“为IoT(OPU-TF-IoT)数据共享优化隐私使用权交易框架”的框架。首先,OPU-TF-IoT使用适应性方法,通过考虑新的人口或数据集大小衡量标准以及询问,利用该方法,我们拟议的“自下而论”搜索算法,从而相应减少DP预算,同时满足数据所有人和数据用户的顺序。第三,使DP预算的使用对数据拥有者来说不透明,基于链路的查询权交易权交易框架。最后,用“数据”系统对数据库数据进行了调整,并相应地通过数据库进行数据评估。

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