Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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v.30
no.1
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pp.141-156
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2020
Differential privacy, which used to collect and analysis data and preserve data privacy, has been applied widely in data privacy preserving data application. Local differential privacy algorithm which is the local model of differential privacy is used to user who add noise to his data himself with randomized response by self and release his own data. So, user can be preserved his data privacy and data analyst can make a statistical useful data by collected many data. Local differential privacy method has been used by global companies which are Google, Apple and Microsoft to collect and analyze data from users. In this paper, we compare and analyze the local differential privacy methods which used in practically. And then, we study applicability that applying the local differential privacy method in survey or opinion poll scenario in practically.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.24
no.9
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pp.43-49
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2019
Today, with the development of the internet of things, wearable devices related to personal health care have become widespread. Various global information and communication technology companies are developing various wearable health devices, which can collect personal health information such as heart rate, steps, and calories, using sensors built into the device. However, since individual health data includes sensitive information, the collection of irrelevant health data can lead to personal privacy issue. Therefore, there is a growing need to develop technology for collecting sensitive health data from wearable health devices, while preserving privacy. In recent years, local differential privacy (LDP), which enables sensitive data collection while preserving privacy, has attracted much attention. In this paper, we develop a technology for collecting vast amount of health data from a smartwatch device, which is one of popular wearable health devices, using local difference privacy. Experiment results with real data show that the proposed method is able to effectively collect sensitive health data from smartwatch users, while preserving privacy.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.26
no.12
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pp.19-27
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2021
In this paper, we present a method for effectively predicting traffic volume based on vehicle location data that are collected by using LDP (Local Differential Privacy). The proposed solution in this paper consists of two phases: the process of collecting vehicle location data in a privacy-presering manner and the process of predicting traffic volume using the collected location data. In the first phase, the vehicle's location data is collected by using LDP to prevent privacy issues that may arise during the data collection process. LDP adds random noise to the original data when collecting data to prevent the data owner's sensitive information from being exposed to the outside. This allows the collection of vehicle location data, while preserving the driver's privacy. In the second phase, the traffic volume is predicted by applying deep learning techniques to the data collected in the first stage. Experimental results with real data sets demonstrate that the method proposed in this paper can effectively predict the traffic volume using the location data that are collected in a privacy-preserving manner.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.18
no.6
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pp.1462-1477
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2024
With the evolving complexity of connected vehicle features, the volume and diversity of data generated during driving continue to escalate. Enabling data sharing among interconnected vehicles holds promise for improving users' driving experiences and alleviating traffic congestion. Yet, the unintentional disclosure of users' private information through data sharing poses a risk, potentially compromising the interests of vehicle users and, in certain cases, endangering driving safety. Federated learning (FL) is a newly emerged distributed machine learning paradigm, which is expected to play a prominent role for privacy-preserving learning in autonomous vehicles. While FL holds significant potential to enhance the architecture of the Internet of Vehicles (IoV), the dynamic mobility of vehicles poses a considerable challenge to integrating FL with vehicular networks. In this paper, a novel clustered FL framework is proposed which is efficient for reducing communication and protecting data privacy. By assessing the similarity among feature vectors, vehicles are categorized into distinct clusters. An optimal vehicle is elected as the cluster head, which enhances the efficiency of personalized data processing and model training while reducing communication overhead. Simultaneously, the Local Differential Privacy (LDP) mechanism is incorporated during local training to safeguard vehicle privacy. The simulation results obtained from the 20newsgroups dataset and the MNIST dataset validate the effectiveness of the proposed scheme, indicating that the proposed scheme can ensure data privacy effectively while reducing communication overhead.
Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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2024.05a
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pp.749-752
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2024
연합학습은 클라이언트가 중앙 서버에 원본 데이터를 주지 않고도 학습할 수 있도록 설계된 분산된 머신러닝 방법이다. 그러나 클라이언트와 중앙 서버 사이에 모델 업데이트 정보를 공유한다는 점에서 여전히 추론 공격(Inference Attack)과 오염 공격(Poisoning Attack)의 위험에 노출되어 있다. 이러한 공격을 방어하기 위해 연합학습에 차분프라이버시(Differential Privacy)를 적용하는 방안이 연구되고 있다. 차분 프라이버시는 데이터에 노이즈를 추가하여 민감한 정보를 보호하면서도 유의미한 통계적 정보 쿼리는 공유할 수 있도록 하는 기법으로, 노이즈를 추가하는 위치에 따라 전역적 차분프라이버시(Global Differential Privacy)와 국소적 차분 프라이버시(Local Differential Privacy)로 나뉜다. 이에 본 논문에서는 차분 프라이버시를 적용한 연합학습의 최신 연구 동향을 전역적 차분 프라이버시를 적용한 방향과 국소적 차분 프라이버시를 적용한 방향으로 나누어 검토한다. 또한 이를 세분화하여 차분 프라이버시를 발전시킨 방식인 적응형 차분 프라이버시(Adaptive Differential Privacy)와 개인화된 차분 프라이버시(Personalized Differential Privacy)를 응용하여 연합학습에 적용한 방식들에 대하여 특징과 장점 및 한계점을 분석하고 향후 연구방향을 제안한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.10
no.8
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pp.3852-3864
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2016
Patients' health data is very sensitive and the access to individual's health data should be strictly restricted. However, many data consumers may need to use the aggregated health data. For example, the insurance companies needs to use this data to setup the premium level for health insurances. Therefore, privacy-preserving data aggregation solutions for health data have both theoretical importance and application potentials. In this paper, we propose a privacy-preserving health data aggregation scheme using differential privacy. In our scheme, patients' health data are aggregated by the local healthcare center before it is used by data comsumers, and this prevents individual's data from being leaked. Moreover, compared with the existing schemes in the literature, our work enjoys two additional benefits: 1) it not only resists many well known attacks in the open wireless networks, but also achieves the resilience against the human-factor-aware differential aggregation attack; 2) no trusted third party is employed in our proposed scheme, hence it achieves the robustness property and it does not suffer the single point failure problem.
In theses days, data has been explosively generated in diverse industrial areas. Accordingly, many industries want to collect and analyze these data to improve their products or services. However, collecting user data can lead to significant personal information leakage. Local differential privacy (LDP) proposed by Google is the state-of-the-art approach that is used to protect individual privacy in the process of data collection. LDP guarantees that the privacy of the user is protected by perturbing the original data at the user's side, but a data collector is still able to obtain population statistics from collected user data. However, the prevention of leakage of personal information through such data perturbation mechanism may cause the significant reduction in the data utilization. Therefore, the degree of data perturbation in LDP should be set properly depending on the data collection and analysis purposes. Thus, in this paper, we develop the simulation tool which aims to help the data collector to properly chose the degree of data perturbation in LDP by providing her/him visualized simulated results with various parameter configurations.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.25
no.4
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pp.113-121
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2020
With the rapid development of information and communication technology (ICT), various sensors are being embedded in wearable devices. Consequently, these devices can continuously collect data including health data from individuals. The collected health data can be used not only for healthcare services but also for analyzing an individual's lifestyle by combining with other external data. This helps in making an individual's life more convenient and healthier. However, collecting health data may lead to privacy issues since the data is personal, and can reveal sensitive insights about the individual. Thus, in this paper, we present a method to collect an individual's health data from a smart band in a privacy-preserving manner. We leverage the local differential privacy to achieve our goal. Additionally, we propose a way to find feature points from health data. This allows for an effective trade-off between the degree of privacy and accuracy. We carry out experiments to demonstrate the effectiveness of our proposed approach and the results show that, with the proposed method, the error rate can be reduced upto 77%.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.25
no.10
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pp.59-67
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2020
With the development of wearable devices, individuals' health status can be checked in real time and risks can be predicted. For example, an application has been developed to detect an emergency situation of a patient with heart disease and contact a guardian through analysis of health data such as heart rate and electrocardiogram. However, health data is seriously damaging when it is leaked as it relates to life. Therefore, a method to protect personal information is essential in collecting health data, and this study proposes a method of collecting data while protecting the personal information of the data owner through a LDP(Local Differential Privacy). The previous study introduced a technique of transmitting feature point data rather than all data to a data collector as an algorithm for searching for fixed k feature points. Next, this study will explain how to improve the performance by up to 75% using an algorithm that finds the optimal number of feature points k.
Kim, Tae-Hyun;Kim, Jong-Sung;Hong, Seok-Hie;Sung, Jae-Chul;Lee, Chang-Hoon
Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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v.19
no.3
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pp.3-10
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2009
In this paper, we introduce improved differential and linear attacks on the SMS4 block cipher which is used in the Chinese national standard WAPI (WLAN Authentication and Privacy Infrastructure, WLAN - Wireless Local Area Network): First, we introduce how to extend previously known differential attacks on SMS4 from 20 or 21 to 22 out of the full 32 rounds. Second, we improve a previously known linear attack on 22-round reduced SMS4 from $2^{119}$ known plaintexts, $2^{109}$ memory bytes, $2^{117}$ encryptions to $2^{117}$ known plaintexts, $2^{l09}$ memory bytes, $2^{112.24}$ encryptions, by using a new linear approximation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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