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Secure Reinforcement Learning via Shuffle Privacy Model

Created by
  • Haebom

作者

Shaojie Bai, Mohammad Sadegh Talebi, Chengcheng Zhao, Peng Cheng, Jiming Chen

概要

この論文は、強化学習(RL)のプライバシー問題、特にサイバー物理システム(CPS)でのプライバシー推論攻撃のリスクに焦点を当てています。従来の集中型差分プライバシー(DP)モデルは信頼できるサーバーに依存し、分散型ローカルモデルはパフォーマンスの低下が深刻であるという制限を持ちます。この論文では、中間信頼モデルであるシャッフルモデルを活用して、エピソードRLのための新しいアルゴリズム、シャッフル差分プライバシーポリシー除去(SDP-PE)を提案します。 SDP-PEは、指数的配置スケジュールと「忘却」メカニズムを導入し、プライバシーと学習パフォーマンスのバランスをとり、ほぼ最適な後悔上限を達成し、ローカルモデルよりも優れたプライバシー - 後悔トレードオフを提供します。これは、シャッフルモデルが安全なデータ駆動型CPS制御に利用できることを示しています。

Takeaways、Limitations

Takeaways:
シャッフルモデルを活用した強化学習アルゴリズムSDP-PEを提示し、CPS環境でのプライバシー保護強化学習問題に対する新しい解決策を提示します。
SDP-PEは、従来の集中型および地域モデルの限界を克服し、プライバシーとパフォーマンスのバランスを効果的に達成します。
指数的配置スケジュールと「忘却」メカニズムによって、プライバシーと学習パフォーマンスのバランスを効果的に制御する方法を提示します。
シャッフルモデルの実用性をCPSの安全なデータ駆動制御に実証
Limitations:
シャッフルモデルの仮定への依存性:シャッフルモデルが完全な匿名性を保証するわけではないので、シャッフルプロセス中の攻撃の可能性に関する追加の研究が必要になる場合があります。
アルゴリズムの複雑さ:SDP-PEアルゴリズムの複雑さが高く、実際の実装と適用に困難がある可能性があります。
エピソードRLの制限:この論文の結果はエピソードRLに限定され、連続的なRL問題への適用可能性にはさらなる研究が必要です。
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