用户敏感权重驱动的单侧个性化差分隐私随机响应算法

来源：电子与信息学报杂志2025年第8期北京时间：

作者：刘振华, 王文馨, 董新锋, 王保仓

单位：1.西安电子科技大学数学与统计学院 西安 7100712.保密通信重点实验室 成都 6100413.西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室 西安 710071

摘要：单侧差分隐私机制具有敏感屏蔽特性，能确保攻击者无法显著降低其对记录敏感性的不确定性，但是该机制中的单侧差分隐私随机响应算法仅适用于敏感记录百分比较低的数据集。为克服上述算法在敏感记录百分比较高数据集中的局限性，该文提出一种新的算法——单侧个性化差分隐私随机响应算法。该算法引入敏感规范函数的定义，为不同用户的各项数据分别赋予不同的敏感级别，然后设计新的个性化采样方法，并基于用户数据权重值进行个性化采样和加噪处理。相对于单侧差分隐私随机响应算法，所提随机响应算法更细致地考虑到用户对不同数据的敏感程度。特别地，该文将综合权重值映射到需要添加的噪声量以满足严格的隐私保护要求。最后，在合成数据集和真实数据集上进行仿真实验，对比了单侧个性化差分隐私随机响应算法与现有的随机响应算法。实验结果表明，在不同的上限阈值下，所提算法不仅在敏感记录百分比较低时提供更优的数据效用，而且适用于敏感记录百分比较高的场景，并显著提高了查询结果的准确性和稳健性。

关键词：隐私保护, 单侧差分隐私, 敏感屏蔽, 敏感规范, 个性化采样

基金资助：国家密码科学基金(2025NCSF02032)，陕西省自然科学基金(2022JZ-38)，国家自然科学基金(61807026)，保密通信重点实验室稳定计划支持项目(2023)