Preserving Node-level Privacy in Graph Neural Networks
Notice bibliographique
Résumé
Differential privacy (DP) has seen immense applications in learning on tabular, image, and sequential data where instance-level privacy is concerned. In learning on graphs, contrastingly, works on node-level privacy are highly sparse. Challenges arise as existing DP protocols hardly apply to the message-passing mechanism in Graph Neural Networks (GNNs).In this study, we propose a solution that specifically addresses the issue of node-level privacy. Our protocol consists of two main components: 1) a sampling routine called Heter-Poisson, which employs a specialized node sampling strategy and a series of tailored operations to generate a batch of sub-graphs with desired properties, and 2) a randomization routine that utilizes symmetric multivariate Laplace (SML) noise instead of the commonly used Gaussian noise. Our privacy accounting shows this particular combination provides a non-trivial privacy guarantee. In addition, our protocol enables GNN learning with good performance, as demonstrated by experiments on five real-world datasets; compared with existing baselines, our method shows significant advantages, especially in the high privacy regime. Experimentally, we also 1) perform membership inference attacks against our protocol and 2) apply privacy audit techniques to confirm our protocol’s privacy integrity.In the sequel, we present a study on a seemingly appealing approach [33] (USENIX’23) that protects node-level privacy via differentially private node/instance embeddings. Unfortunately, such work has fundamental privacy flaws, which are identified through a thorough case study. More importantly, we prove an impossibility result of achieving both (strong) privacy and (acceptable) utility through private instance embedding. The implication is that such an approach has intrinsic utility barriers when enforcing differential privacy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,008 | 0,034 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,003 |
| Communication savante | 0,003 | 0,009 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,005 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».