可穿戴設(shè)備的數(shù)值型流數(shù)據(jù)差分隱私均值發(fā)布
發(fā)布時(shí)間：2021-01-17 06:09
可穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)產(chǎn)生的用戶健康數(shù)據(jù)（如心率、血糖等）對(duì)健康監(jiān)測(cè)及疾病診斷具有重大意義,然而健康數(shù)據(jù)屬于用戶的隱私信息。針對(duì)可穿戴設(shè)備的數(shù)值型流數(shù)據(jù)均值發(fā)布,為防止用戶的隱私信息泄漏,提出一種基于自適應(yīng)采樣的可穿戴設(shè)備差分隱私均值發(fā)布方法。首先,引入適應(yīng)可穿戴設(shè)備流數(shù)據(jù)均值波動(dòng)小這一特點(diǎn)的全局敏感度;然后,采用基于卡爾曼濾波調(diào)整誤差的自適應(yīng)采樣的方式分配隱私預(yù)算,提高發(fā)布數(shù)據(jù)的可用性。在發(fā)布兩種健康數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)中,所提方法在隱私預(yù)算為0. 1時(shí),即高隱私保護(hù)強(qiáng)度下,在心率和血糖數(shù)據(jù)集上的平均相對(duì)誤差（MRE）分別為0. 01和0. 08,相較于差分隱私時(shí)序監(jiān)測(cè)的濾波和自適應(yīng)采樣（FAST）算法分別降低了36%和33%。所提的均值發(fā)布方法能夠提高可穿戴設(shè)備均值流數(shù)據(jù)發(fā)布的可用性。
【文章來(lái)源】：計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020,40(06)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)
【部分圖文】：
流數(shù)據(jù)均值發(fā)布框架
圖2展示了ξ取值對(duì)兩個(gè)不同數(shù)據(jù)集的影響�？v坐標(biāo)是當(dāng)前的MRE/MIN，其含義是當(dāng)前的MRE數(shù)值比上實(shí)驗(yàn)中最小的MRE值。原因是在ξ取值相同時(shí)，血糖數(shù)據(jù)集和心跳數(shù)據(jù)集的MRE相差較大，若直接比較MRE則呈現(xiàn)效果不佳。如圖2所示，心率數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)波動(dòng)小，在ξ=0.4%時(shí)誤差最小，在0.4%到2%誤差呈指數(shù)上升，自2%到10%平穩(wěn)上升；而血糖數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)波動(dòng)相對(duì)大一些，在ξ=3%時(shí)誤差最小，在3%到10%接近直線上升。即對(duì)于數(shù)據(jù)波動(dòng)小的數(shù)據(jù)集，ξ的取值相較數(shù)據(jù)集波動(dòng)大的數(shù)據(jù)集要小，因?yàn)樵摲桨钢幸隤ID是用于衡量相鄰數(shù)據(jù)之間的相似性以確定采樣間隔，對(duì)應(yīng)ξ的選取應(yīng)該與數(shù)據(jù)集的波動(dòng)大小相適應(yīng)。4.2.2 采樣參數(shù)θ值和采樣點(diǎn)比例M/T的誤差分析
從圖3(a）中可知，θ在10～20時(shí)，該方案的效果比較好；當(dāng)θ=1時(shí)，采樣間隔過(guò)小導(dǎo)致采樣頻繁，過(guò)早用完采樣點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中不可取；當(dāng)θ>20時(shí)，即隨著采樣間隔逐漸增大，相鄰點(diǎn)的預(yù)測(cè)誤差增大從而導(dǎo)致誤差增大。采樣點(diǎn)的變化規(guī)律與采樣間隔變化規(guī)律類似。每個(gè)采樣點(diǎn)分配的隱私預(yù)算為ε/M。當(dāng)采樣點(diǎn)比較少時(shí)，每個(gè)采樣點(diǎn)加入的噪聲偏小但相鄰點(diǎn)間的預(yù)測(cè)誤差較大；當(dāng)采樣點(diǎn)較多時(shí)，每個(gè)采樣點(diǎn)加入的噪聲偏大而相鄰點(diǎn)間的預(yù)測(cè)誤差小。如圖3(b）所示，當(dāng)M/T的比例在0.2～0.6時(shí)，該方案能夠達(dá)到很好的效果；比例超過(guò)0.6后誤差逐漸增大。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]可穿戴設(shè)備數(shù)值型敏感數(shù)據(jù)本地差分隱私保護(hù)[J]. 馬方方,劉樹(shù)波,熊星星,牛曉光. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(07)
[2]面向可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)安全隱私保護(hù)技術(shù)綜述[J]. 劉強(qiáng),李桐,于洋,蔡志平,周桐慶. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2018(01)
[3]面向時(shí)序數(shù)據(jù)發(fā)布的隱私保護(hù)方法研究[J]. 于東,康海燕. 通信學(xué)報(bào). 2015(S1)
本文編號(hào)：2982344
【文章來(lái)源】：計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020,40(06)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)
【部分圖文】：
流數(shù)據(jù)均值發(fā)布框架
圖2展示了ξ取值對(duì)兩個(gè)不同數(shù)據(jù)集的影響�？v坐標(biāo)是當(dāng)前的MRE/MIN，其含義是當(dāng)前的MRE數(shù)值比上實(shí)驗(yàn)中最小的MRE值。原因是在ξ取值相同時(shí)，血糖數(shù)據(jù)集和心跳數(shù)據(jù)集的MRE相差較大，若直接比較MRE則呈現(xiàn)效果不佳。如圖2所示，心率數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)波動(dòng)小，在ξ=0.4%時(shí)誤差最小，在0.4%到2%誤差呈指數(shù)上升，自2%到10%平穩(wěn)上升；而血糖數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)波動(dòng)相對(duì)大一些，在ξ=3%時(shí)誤差最小，在3%到10%接近直線上升。即對(duì)于數(shù)據(jù)波動(dòng)小的數(shù)據(jù)集，ξ的取值相較數(shù)據(jù)集波動(dòng)大的數(shù)據(jù)集要小，因?yàn)樵摲桨钢幸隤ID是用于衡量相鄰數(shù)據(jù)之間的相似性以確定采樣間隔，對(duì)應(yīng)ξ的選取應(yīng)該與數(shù)據(jù)集的波動(dòng)大小相適應(yīng)。4.2.2 采樣參數(shù)θ值和采樣點(diǎn)比例M/T的誤差分析
從圖3(a）中可知，θ在10～20時(shí)，該方案的效果比較好；當(dāng)θ=1時(shí)，采樣間隔過(guò)小導(dǎo)致采樣頻繁，過(guò)早用完采樣點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中不可取；當(dāng)θ>20時(shí)，即隨著采樣間隔逐漸增大，相鄰點(diǎn)的預(yù)測(cè)誤差增大從而導(dǎo)致誤差增大。采樣點(diǎn)的變化規(guī)律與采樣間隔變化規(guī)律類似。每個(gè)采樣點(diǎn)分配的隱私預(yù)算為ε/M。當(dāng)采樣點(diǎn)比較少時(shí)，每個(gè)采樣點(diǎn)加入的噪聲偏小但相鄰點(diǎn)間的預(yù)測(cè)誤差較大；當(dāng)采樣點(diǎn)較多時(shí)，每個(gè)采樣點(diǎn)加入的噪聲偏大而相鄰點(diǎn)間的預(yù)測(cè)誤差小。如圖3(b）所示，當(dāng)M/T的比例在0.2～0.6時(shí)，該方案能夠達(dá)到很好的效果；比例超過(guò)0.6后誤差逐漸增大。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]可穿戴設(shè)備數(shù)值型敏感數(shù)據(jù)本地差分隱私保護(hù)[J]. 馬方方,劉樹(shù)波,熊星星,牛曉光. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(07)
[2]面向可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)安全隱私保護(hù)技術(shù)綜述[J]. 劉強(qiáng),李桐,于洋,蔡志平,周桐慶. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2018(01)
[3]面向時(shí)序數(shù)據(jù)發(fā)布的隱私保護(hù)方法研究[J]. 于東,康海燕. 通信學(xué)報(bào). 2015(S1)
本文編號(hào)：2982344
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