高斯机制比拉普拉斯增加了更多的噪声

时间:2021-03-11 19:19:21

标签: python privacy noise-generator

我已经实施了高斯和拉普拉斯机制,以便在差异隐私的上下文中向查询添加噪声。比较两种机制时,高斯似乎比拉普拉斯增加了更多的噪声,这与其背后的理论相矛盾,因为高斯是 DP 的宽松定义。

def laplaceMechanism(x, epsilon):
    private_val = x + np.random.laplace(0, 1/epsilon, 1)[0]
    return private_val

def gaussianMechanism(x, epsilon, delta):
    sigma = np.sqrt(2 * np.log(1.25 / delta)) * 1 / epsilon
    private_val = x + np.random.normal(0, sigma, 1)[0]    
    return private_val

该图显示了应用于计数查询时的错误,例如“数据库中有多少人超过 30?” epsilon 的不同值。通过比较添加噪声前后的查询结果,使用均方根误差来衡量误差。 db的大小为200。黄线代表拉普拉斯机制,红、蓝、绿、青代表高斯,delta分别为1/100、1/200、1/1000 1/10000。

高斯机制的误差高于拉普拉斯机制,这意味着高斯机制比拉普拉斯增加了更多的噪声。此外,据我所知,delta 越低,这条线就越接近拉普拉斯机制,在图中显示为相反。

所以我试图理解为什么我的机制与其背后的理论不匹配。任何反馈表示赞赏。

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