What is the information leakage of an iterative randomized learning algorithm about its training data, when the internal state of the algorithm is \emph{private}? How much is the contribution of each specific training epoch to the information leakage through the released model? We study this problem for noisy gradient descent algorithms, and model the \emph{dynamics} of R\'enyi differential privacy loss throughout the training process. Our analysis traces a provably \emph{tight} bound on the R\'enyi divergence between the pair of probability distributions over parameters of models trained on neighboring datasets. We prove that the privacy loss converges exponentially fast, for smooth and strongly convex loss functions, which is a significant improvement over composition theorems (which over-estimate the privacy loss by upper-bounding its total value over all intermediate gradient computations). For Lipschitz, smooth, and strongly convex loss functions, we prove optimal utility with a small gradient complexity for noisy gradient descent algorithms.


翻译:当算法的内部状态是 \ emph{ private} 时, 有关其培训数据的迭代随机学习算法的信息泄漏是什么? 每一个具体培训过程对通过发布模型泄漏信息有何贡献? 我们研究这个关于超音梯梯级下降算法的问题,并在整个培训过程中模拟R'enyi差异性隐私损失的模型。 我们的分析在R\ emph{ tight} 中发现了一个可以辨别的\ emph{ tight}, 围绕R\ enyi 之间的概率分布与在相邻数据集中培训模型参数之间的差异。 我们证明,对于光滑和强烈的 convex损失功能来说,隐私损失会快速地聚集在一起,这是对组成标的显著改进(通过所有中间梯度计算中高调总价值高估了隐私损失)。 对于Lipschitz, 光滑和强烈的convex损失函数,我们证明,对于噪音梯度梯度下降的精度复杂性是最佳的。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
2+阅读 · 2022年10月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月20日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月4日
VIP会员
相关资讯
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
Top
微信扫码咨询专知VIP会员