差分隱私統計數據發布

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差分隱私統計數據發布

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內容描述

本書主要闡述數據統計發布中的差分隱私保護模型及其關鍵算法。全書共8章，主要內容包括差分隱私基礎知識、面向任意區間樹結構及其擴展背景（考慮區間計數查詢分佈和異方差加噪）下的差分隱私直方圖發布、面向流/連續數據發布的差分隱私保護、差分隱私數據發布方法的誤差分析等。
本書主要面向高等學校電腦科學與技術、網絡空間安全、管理科學與工程等學科相關專業高年級本科生、研究生以及數據安全隱私保護的研究者。

目錄大綱

目錄

第1章基於差分隱私的統計數據發布概述1
1.1ε差分隱私模型1
1.2差分隱私的實現機制2
1.2.1Laplace機制3
1.2.2指數機制4
1.3差分隱私的組合特性4
1.4差分隱私數據保護框架4
1.5差分隱私保護方法的性能度量5
參考文獻6

第2章面向任意區間樹結構的差分隱私直方圖發布8
2.1引言8
2.2基礎知識與問題提出9
2.3面向任意區間樹結構的差分隱私直方圖發布迭代算法10
2.3.1k區間樹10
2.3.2局部最優線性無偏估計及其算法12
2.3.3基於LBLUE解全局最優線性無偏估計的迭代算法13
2.3.4算法分析14
2.3.5實驗結果與分析18
2.4面向任意區間樹結構的差分隱私直方圖發布線性時間算法21
2.4.1差分隱私區間樹中節點權值的最優線性無偏估計21
2.4.2求解差分隱私區間樹節點權值最優線性無偏估計的算法22
2.4.3算法復雜度分析24
2.4.4實驗結果與分析24
2.5本章小結26
參考文獻27

第3章異方差加噪下的差分隱私直方圖發布28
3.1引言28
3.2基礎知識與問題提出28
3.3基於區間查詢概率的差分隱私直方圖發布29
3.3.1問題提出29
3.3.2基於區間計數查詢概率的差分隱私直方圖發布算法31
3.3.3實驗結果與分析35
3.4異方差加噪下麵向任意樹結構的差分隱私直方圖發布算法38
3.4.1節點覆蓋概率計算38
3.4.2節點系數計算及隱私預算分配38
3.4.3算法描述與分析42
3.4.4實驗結果與分析47
3.4.5算法運行效率比較49
3.5本章小結50
參考文獻51

第4章差分隱私流數據自適應發布52
4.1引言52
4.2基礎知識與問題提出53
4.3基於歷史查詢的差分隱私流數據自適應發布55
4.3.1滑動窗口下的區間樹動態構建55
4.3.2節點被覆蓋概率計算及隱私預算預分配57
4.3.3基於歷史查詢的差分隱私流數據發布自適應算法HQ_DPSAP60
4.3.4實驗結果與分析63
4.4異方差加噪下差分隱私流數據發布一致性優化算法68
4.4.1一致性約束優化68
4.4.2基於滑動窗口的差分隱私流數據一致性優化算法72
4.4.3算法分析73
4.4.4實驗結果與分析73
4.5本章小結78
參考文獻78

第5章基於矩陣機制的差分隱私連續數據發布80
5.1引言80
5.2基礎知識與問題提出81
5.3基於矩陣機制的差分隱私連續數據發布82
5.4隱私連續數據發布算法83
5.4.1策略矩陣的構建83
5.4.2查詢均方誤差的降低86
5.4.3最小誤差的快速求解87
5.4.4優化效果分析91
5.4.5實驗結果與分析92
5.5本章小結95
參考文獻95

第6章指數衰減模式下的差分隱私連續數據發布97
6.1引言97
6.2基礎知識與問題提出98
6.3指數衰減模式下的差分隱私連續數據發布99
6.3.1策略矩陣構造99
6.3.2利用對角矩陣優化發布精度102
6.3.3實驗結果與分析106
6.4本章小結111
參考文獻111

第7章基於矩陣機制的差分隱私流數據實時發布113
7.1引言113
7.2基礎知識與問題提出113
7.3差分隱私流數據實時發布115
7.3.1樹模型構建 115
7.3.2利用矩陣機制優化查詢精度118
7.3.3算法描述119
7.3.4算法分析121
7.3.5實驗結果與分析121
7.4指數衰減模式下的差分隱私流數據發布125
7.4.1算法思想126
7.4.2算法描述127
7.4.3算法分析129
7.4.4實驗結果與分析129
7.5基於歷史查詢的差分隱私流數據實時發布135
7.5.1算法思想136
7.5.2算法描述138
7.5.3實驗結果與分析139
7.6本章小結143
參考文獻143

第8章矩陣機制下差分隱私數據發布方法的誤差分析145
8.1引言145
8.2基礎知識與問題提出146
8.3Prievlet算法的誤差分析147
8.3.1Prievlet差分隱私算法147
8.3.2分析Prievlet算法的均方誤差148
8.3.3求解Prievlet算法的均方誤差151
8.4O(log32N)精確度指標156
8.5實驗分析157
8.5.1驗證固定區間查詢誤差算法 157
8.5.2驗證平均區間查詢誤差算法158
8.6本章小結160
參考文獻160