A Two-Stage Architecture for Differentially Private Kalman Filtering and LQG Control
Notice bibliographique
Résumé
Large-scale monitoring and control systems enabling a more intelligent infrastructure increasingly rely on sensitive data obtained from private agents, e.g., location traces collected from the users of an intelligent transportation system. In order to encourage the participation of these agents, it becomes then critical to design algorithms that process information in a privacy-preserving way. This article revisits the Kalman filtering and Linear Quadratic Gaussian (LQG) control problems, subject to privacy constraints. We aim to enforce differential privacy, a formal, state-of-the-art definition of privacy ensuring that the output of an algorithm is not too sensitive to the data collected from any single participating agent. A two-stage architecture is proposed that first aggregates and combines the individual agent signals before adding privacy-preserving noise and post-filtering the result to be published. We show a significant performance improvement offered by this architecture over input perturbation schemes as the number of input signals increases and that an optimal static aggregation stage can be computed by solving a semidefinite program. The two-stage architecture, which we develop first for Kalman filtering, is then adapted to the LQG control problem by leveraging the separation principle. Numerical simulations illustrate the performance improvements over differentially private algorithms without first-stage signal aggregation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,037 | 0,172 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».