We study an information theoretic privacy mechanism design problem for two scenarios where the private data is either observable or hidden. In each scenario, we first consider bounded mutual information as privacy leakage criterion, then we use two different per-letter privacy constraints. In the first scenario, an agent observes useful data $Y$ that is correlated with private data $X$, and wishes to disclose the useful information to a user. A privacy mechanism is designed to generate disclosed data $U$ which maximizes the revealed information about $Y$ while satisfying a bounded privacy leakage constraint. In the second scenario, the agent has additionally access to the private data. To this end, we first extend the Functional Representation Lemma and Strong Functional Representation Lemma by relaxing the independence condition and thereby allowing a certain leakage to find lower bounds for the second scenario with different privacy leakage constraints. Furthermore, upper and lower bounds are derived in the first scenario considering different privacy constraints. In particular, for the case where no leakage is allowed, our upper and lower bounds improve previous bounds. Moreover, considering bounded mutual information as privacy constraint we show that if the common information and mutual information between $X$ and $Y$ are equal, then the attained upper bound in the second scenario is tight. Finally, the privacy-utility trade-off with prioritized private data is studied where part of $X$, i.e., $X_1$, is more private than the remaining part, i.e., $X_2$, and we provide lower and upper bounds.


翻译:在两种情况下,如果私人数据是可观测或隐藏的,我们研究信息理论隐私机制设计问题。在两种情况下,如果私人数据是可观测或隐藏的,我们首先将封闭式的相互信息视为隐私泄露标准,然后我们使用两种不同的每个字母隐私限制。在第一种情况下,一个代理人观测有用的数据,美元与私人数据是相关的,并希望向用户披露有用的信息。一个隐私机制旨在生成披露的数据美元,以最大限度地增加披露的关于美元的信息,同时满足受约束的隐私渗漏限制。在第二种情况下,该代理人还可以获得更多的私人数据。为此,我们首先通过放松独立条件,扩大功能代表Lemma和强功能代表Lemma的范围,从而允许某种渗漏发现与私人数据是不同的隐私渗漏限制。此外,在第一个假设中,从上到下,考虑到不同的隐私限制。 特别是,如果不允许渗漏,我们的上和下界限是美元,1美元,则改善以前的隐私限制。此外,考虑到受约束的相互信息是隐私限制,我们显示如果共同信息和相互信息在美元和美元之间的相互约束度上方,在美元和美元之间,最后研究的优先度中,在美元交易中,在美元和美元之间,则以美元为最高一级数据是相等。

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