| Project/Area Number |
23K16886
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 60070:Information security-related
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| Research Institution | Shonan Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鎌塚 明 湘南工科大学, 情報学部, 准教授 (50756096)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
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| Keywords | プライバシ保護 / 統計的決定理論 / 情報理論 / 交互最適化アルゴリズム / 情報の価値理論 / データサイエンス |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，個人情報データに関する諸問題(データの管理・解析・配信)を統計的決定理論の枠組みでモデル化し，各問題におけるプライバシ保護指標と有用性指標に関するトレード・オフの理論限界の導出およびアルゴリズムの構築を行う．具体的には，次の 3 つの課題に取り組む：1)統計的決定理論を用いて「プライバシ情報を含むデータからの意思決定」の数理モデルを構築し，意思決定の良し悪しに基づくプライバシ保護尺度を提案する．2) 各問題におけるプライバシ保護指標と有用性指標間の理論的なトレード・オフ関係を導出する．3) 導出されたトレード・オフに基づき，各問題における計算アルゴリズムを構築する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，プライバシ保護に関係する諸問題を対象に，その数理モデルの構築，理論解析およびアルゴリズムの構築を行うものである．特に本研究では，これらの問題を統計的決定理論の枠組みで定式化し，情報理論的な手法を用いた解析およびアルゴリズム構築を行うことに重点を置いている．2023年度は以下の結果を得た：
- プライバシの保護度合いを定量化するための量として解釈可能な Sibson capacity および Arimoto capacity を計算するための新たなアルゴリズムを提案した．
従来，Arimoto によってこれらの量を計算するための交互最適化アルゴリズムが提案されてきたが，本研究では，Sibson mutual information (MI) と Arimoto MI の新たな variational characterizaiton を見出すことで，新たなアルゴリズムの導出を行った．さらには，これらのアルゴリズムと既存の計算アルゴリズムとの理論的な等価性を明らかにした．本研究はIEEE International Symposium on Information Theory 2024 に採択された．
- H-capacity を計算するための交互最適化アルゴリズムを提案した．
近年，Arimoto capacity を含む capacity のクラスである H-capacity が提案されていた．本研究では，統計的決定理論を利用して，H-capacity を適当な決定問題における expected value of information と呼ばれる量で表現する方法を見出した．この表現により，H-capacity の variational characterization を導出し，それを基に H-capacity を計算するための交互最適化アルゴリズムを導出した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Sibson capacity および Arimoto capacity に関して得られた新たな結果が，情報理論分野のトップカンファレンスである International Symposium on Information Theoryに採択されたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
プライバシ保護度合いの定量化として解釈可能な他の mutual information（例えば，Augustin-Csiszár MI や Lapidoth-Pfister MI）やそれらに基づく capacity を計算するためのアルゴリズムの導出を行う．
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