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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78266
Type: | Tese |
Title: | PEG: Local differential privacy for edge-attributed graphs |
Title in English: | PEG: Local differential privacy for edge-attributed graphs |
Authors: | Mendonça, André Luís da Costa |
Advisor: | Machado, Javam de Castro |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Privacidade diferencial local;Grafos com atributos nas arestas;Análise de grafos |
Keywords in English : | Local differential privacy;Edge-attributed graphs;Graph analytics |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO |
Issue Date: | 2024 |
Citation: | MENDONÇA, André Luís da Costa. PEG: Local differential privacy for edge-attributed graphs. 2024. 103 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Grafos com atributos nas arestas são uma classe particular de grafos projetados para representar redes nas quais o conteúdo das arestas indica um tipo de relacionamento entre dois nós. O estudo de grafos com atributos nas arestas encontra aplicações em diversos campos, como detecção de anomalias, análise de mobilidade e busca de comunidades. No entanto, como os grafos com atributos nas arestas geralmente contêm informações sensíveis, a preservação da privacidade ao liberar esse tipo de dado para análise de grafos torna-se uma questão importante. Nesse contexto, a privacidade diferencial local (PDL) emergiu como uma definição robusta para a liberação de dados sob garantias sólidas de privacidade. No entanto, as técnicas existentes de PDL para grafos na literatura se concentram principalmente em estruturas de grafos tradicionais, sem considerar os atributos associados às arestas em grafos com atributos. Neste trabalho, introduzimos o PEG, uma abordagem inovadora projetada para liberar grafos com atributos nas arestas com garantias de privacidade diferencial local. Combinando técnicas de particionamento e agrupamento, possibilitamos uma distribuição mais eficaz do ruído entre nós similares, preservando a estrutura e os relacionamentos inerentes dentro do grafo liberado. Experimentos extensivos em conjuntos de dados do mundo real mostram que o PEG pode liberar de forma eficaz grafos com atributos nas arestas que são úteis e privados, permitindo a subsequente computação de várias métricas de análise de grafos com alta utilidade, incluindo aplicações na detecção de comunidades. |
Abstract: | Edge-attributed graphs are a particular class of graphs designed to represent networks whose edge content indicates a relationship between two nodes. The study of edge-attributed graphs finds applications in diverse fields, such as anomaly detection, mobility analysis, and community search. Since edge-attributed graphs usually contain sensitive information, preserving privacy when releasing this data type for graph analytics becomes an important issue. In this context, local differential privacy (LDP) has emerged as a robust definition for data release under solid privacy guarantees. However, existing graph LDP techniques in the literature primarily focus on traditional graph structures without considering the nuanced attributes associated with edges in attributed graphs. This paper introduces PEG, a novel approach designed to release edge-attributed graphs with local differential privacy guarantees. Combining partitioning and clustering techniques enables more effective noise distribution among similar nodes, which preserves the inherent structure and relationships within the released graph. Extensive experiments on real-world datasets show that PEG can effectively release useful and private edge-attributed graphs, enabling subsequent computation of various graph analysis metrics with high utility, including applications in community detection. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78266 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/6186580431759759 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/9884980518986225 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | DCOMP - Teses defendidas na UFC |
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