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基于输入区别本地差分隐私的键值数据收集机制OA

A key-value data collection mechanism based on input-discriminative local differential privacy

中文摘要英文摘要

本地化差分隐私(LDP)为数据收集提供了可量化的隐私保护,且无需依赖可信的第三方.现实世界中,键值数据作为常用的非关系型数据,不同键的键值数据往往有着不同的敏感度.然而传统的LDP框架对键值数据只提供相同程度的保护.文中提出了一个基于输入区别本地差分隐私(ID-LDP)的键值数据收集机制,以反映不同数据的个性化隐私需求.首先介绍了ID-LDP的定义,以及它与LDP的不同.形式化地定义了目标优化问题和需要解决的挑战,并提出了本地扰动和服务器聚合机制,进而提出计算效用优化的扰动概率的方法.最后,通过理论分析和实验,进一步验证文中机制相较于传统机制的优越性.

Local differential privacy(LDP)provides quantifiable privacy preservation for data collection without relying on a trusted third party.In real-world scenarios,key-value data,as typical non-relational data,usually exhibits diverse sensitivities across different keys.However,traditional LDP frameworks only enforce the same level of privacy protection for all key-value data.To address this limitation,this pa-per proposes a key-value data collection mechanism based on input discriminative local differential pri-vacy(ID-LDP)to accommodate personalized privacy requirements for different data items.First,we present the formal definition of ID-LDP and clarify its differences from conventional LDP.Second,we for-mulate the target optimization problem and identify the corresponding challenges.Third,we design a lo-cal perturbation mechanism and a server aggregation mechanism,and derive a method to compute utility-optimized perturbation probabilities.Finally,theoretical analysis and extensive experimental results dem-onstrate the superiority of the proposed mechanism over traditional approaches.

陈曦贤;朱友文;吴启晖

南京航空航天大学 计算机科学与技术学院,江苏 南京 211106南京航空航天大学 计算机科学与技术学院,江苏 南京 211106南京航空航天大学 电子信息工程学院,江苏 南京 211106

信息技术与安全科学

本地差分隐私输入区别隐私保护键值数据频率估计均值估计

local differential privacyinput-discriminative privacy protectionkey-value datefre-quency estimationmean estimation

《南京邮电大学学报(自然科学版)》 2026 (3)

14-22,9

国家自然科学基金(U2433205)和江苏省重点研发计划(产业前瞻与关键核心技术)(BE2022068,BE2022068-1)资助项目

10.14132/j.cnki.1673-5439.2026.03.002

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