随着大数据共享时代的到来,数据隐私保护问题也随之突显。为了保护数据主体的隐私权,隐私保护变得十分重要。而差分隐私技术作为一个有效的隐私保护方法,得到了广泛的应用和研究。下面我们就来了解一下差分隐私技术技术。

差分隐私技术简介

差分隐私的概念是由Dwork等人于2006年提出的,其目的是为了解决在数据发布和使用过程中可能出现的隐私泄露问题。

差分隐私技术技术是密码学中的一种手段,旨在提供一种当从统计数据库查询时,最大化数据查询的准确性,同时最大限度减少识别其记录的机会。

差分隐私技术

差分隐私技术的原理

差分隐私技术技术核心理念是在数据的生成、发布和使用过程中,通过添加随机噪声来混淆数据,从而使得攻击者无法准确地识别出个体或群体的隐私信息。

在原始的查询结果(数值或离散型数值)中添加干扰数据(即噪声)后,再返回给第三方研究机构。加入干扰后,可以在不影响统计分析的前提下,无法定位到自然人,从而防止个人隐私数据泄露。

差分隐私技术的步骤

  1. 当用户(也可能是潜藏的攻击者)向数据提供者提交一个查询请求时,如果数据提供者直接发布准确的查询结果,则可能导致隐私泄漏。
  2. 为了避免这一问题,差分隐私系统要求从数据库中提炼出一个中间件,用特别设计的随机算法对中间件注入适量的噪音。
  3. 得到一个带噪中间件后,再由带噪中间件推导出一个带噪的查询结果,并返回给用户。即使攻击者能够从带噪的结果反推得到带噪中间件,他也无法准确推断出无噪中间件,更不可能对原数据库进行推理。

差分隐私技术

差分隐私技术的应用

差分隐私技术的应用场景非常广泛,在多种场景下均有应用:

在医疗领域中,差分隐私技术可以被用于保护病人的个人隐私,如使用敏感医疗数据进行研究。

此外在金融领域中,差分隐私技术可以用于交易数据的隐私保护和个人身份信息的保护,从而使得目标客户群体更加容易识别且不会将详细的交易信息泄露给未授权的第三方。

在社会科学领域,差分隐私技术可以用于民意调查和人口统计数据的分析,这些数据通常包含敏感的个人信息,例如性别、年龄、家庭收入等,使用差分隐私技术可以保证数据安全和样本及数据品质。

差分隐私技术的优点

保护个体隐私:差分隐私通过添加随机噪声,使得查询结果无法准确推断出个体隐私信息,从而保护了个体隐私。

保持数据可用性:差分隐私在保护个体隐私的同时,通过优化噪声设计和参数调整,可以使得数据在添加噪声后仍然具有一定的可用性,从而在保护隐私和数据可用性之间达到平衡。

可证明的隐私保护:差分隐私提供了一种可证明的隐私保护机制,使得数据发布者可以向用户或其他利益相关者证明其数据隐私保护措施的有效性。

适用范围广:差分隐私适用于各种类型的数据,包括离散型数据和连续型数据,并且可以应用于各种不同的场景,例如统计查询接口、交互式数据发布、API接口、用户侧数据统计等。

差分隐私技术

差分隐私技术的不足

影响数据精度:差分隐私技术会对数据的精度和实用性产生一定影响,随着扰动程度的增强,数据失真程度会加大,如果对数据的精确度要求较高的情况下,可能会影响数据可信度。

增加使用成本:应用差分隐私技术产生的代价较高。在部署差分隐私技术之后,需要花费额外的时间和资源进行数据处理,以便生成能够保护隐私的数据集。

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