基于差分隐私的哈密顿蒙特卡罗方法

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在差分隐私的蒙特卡罗方法研究中,哈密顿蒙特卡罗模拟是一种重要的参数学习方法。传统的哈密顿蒙特卡罗模拟加入差分隐私时,一般会利用梯度的扰动来进行隐私保护,但是梯度对误差的敏感度非常大,因而学习结果并不理想。在本文中,我们提出了子样本数据上的哈密顿蒙特卡罗模拟算法,通过对数据集随机选取子样本以及对相邻两步的马尔科夫链的对数似然进行裁剪,进而实现隐私的保护。通过这种方法不仅能避免了梯度扰动的问题,而且适用于任意模型的参数学习。为了便于计算接受概率,我们采用Barker接受函数,并对其进行分解,用于修正小样本数据和全数据的随机误差。通过分析得出,即使针对子样本数据集的随机选择,这一算法仍能够有效的保护数据隐私。在二元的混合高斯模型中,实验结果论证了算法的稳健性,并且在隐私的情况下执行效果良好。子样本数据集上的Barker接受函数HMC算法可以代替全数据进行参数学习,并且参数学习的效果并不减弱,有很好的稳健性。
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