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差分プライバシー(ディファレンシャル・プライバシー)でデベロッパーを支援する

この記事は Miguel Guevara による Android Developers Blog の記事 "How we’re helping developers with differential privacy" を元に翻訳・加筆したものです。詳しくは元記事をご覧ください。


Google は、イノベーションとプライバシーは車の両輪だと考えています。その一環として2021 年 1 月、オンラインのユーザーの安全を確保するための私たちの取り組みについてブログでお知らせしました。その中では、差分プライバシー(ディファレンシャル・プライバシー / differential privacy )などの先進的なプライバシー技術に言及しておりました。

毎年 1 月 28 日は、データ プライバシーの日です。そこで、それに合わせて、Google のプロダクトに差分プライバシー技術を適用し、この技術を世界のデベロッパーや企業に広めていこうという新しい取り組みをここに詳しく紹介させていただきます。この取り組みにより、個人情報を確実に保護しつつ、データや知見に広くアクセスできるようになります。 


差分プライバシーで中核プロダクトを強化する


差分プライバシーは高度な匿名化技術で、初めて Chrome に導入されたのは 7 年ほど前になります。そして現在では、Google マップや Google アシスタントなどのプロダクトに日々活用されています。昨年、世界が COVID-19 と闘う中、COVID-19 コミュニティ モビリティ レポート(英語)を公開しました。差分プライバシーを使っているこのレポートは、世界の公衆衛生当局、エコノミスト、政策立案者がコミュニティにとって重要な決定をする際に活用していますが、いかなる時点においても、個人を特定できる情報は利用できないことが保証されています。


Google Play Console では、今年中に差分プライバシーの手法を用いたアプリの新たな指標やベンチマークをデベロッパー向けに提供する予定です。この機能がリリースされると、デベロッパーは個人が特定または再特定できないことが保証される方法で、日々のアクティブ ユーザー数、アクティブ ユーザーあたりの収益など、アプリがどのくらいユーザーを惹きつけているかを表す指標に簡単にアクセスできるようになります。

このようなアプリの新たな指標に差分プライバシーを加えることで、デベロッパーに有用な知見を提供し、アプリの改善に役立ててもらうことができます。その一方で、ユーザーのプライバシーやデベロッパーの機密性が損なわれることはありません。今後は、差分プライバシーを使った指標を増やすことを計画しています。 


OpenMined と連携し差分プライバシーを広める 


Google のプロダクトにおけるプライバシー保護技術は進化を続けていますが、デベロッパーがこの技術を利用できるようにすることも重要です。そこで、2019 年に差分プライバシー ライブラリをオープンソース化し、世界中のデベロッパーが自由にアクセスして簡単にデプロイして活用できるようになりました。それ以降、たくさんのデベロッパーや研究者、団体が Google の差分プライバシー アルゴリズムを利用して、プライバシーが保護される方法で責任をもってデータを使い、新しい問題の解決に取り組んでいます。そのような企業の 1 つに、フランスの新興医療企業 Arkhn があります。Arkhn は、差分プライバシーによって複数の部門にまたがる病院のデータを安全な方法で収集、照会、分析できるようになり、それを活用して人工知能で医療業界に革命を起こすというミッションを掲げています。


Arkhn のようなデベロッパーのチームに、高度な差分プライバシー ライブラリを広く提供するため、 2021 年 1 月 29 日(現地時間 1 月 28 日)、OpenMined との新たなパートナーシップを結びましたのでお知らせします。


OpenMined は、プライバシー保護技術を研究し、その活用法を世界中に広めることに注力しているオープンソース デベロッパー グループです。Google は、今後 OpenMined と協力し、差分プライバシー ライブラリの Python デベロッパー専用のバージョンを開発する予定です。Python デベロッパーは、Google の差分プライバシー対応インフラストラクチャと同じ仕組みを活用することで、ワールドクラスのプライバシーを備えた他にはない新しい方法でデータを扱うことができます。


昨年と同様、デベロッパーが既存の差分プライバシー ライブラリをさらに簡単に使えるようにする作業も継続します。たとえば今月には、Google で日々何千件ものクエリに利用されている、新しい差分プライバシーに対応した SQL データベース クエリ言語拡張機能をオープンソース化しました。アナリストがこのようなクエリを活用すれば、ビジネスに関する知見を得たりプロダクトのトレンドを確認したりできます。これは、プライバシーが守られたデータ分析を広め、世界中のデータ サイエンティストが個人のプライバシーを保護および尊重しつつ、強力な洞察を得られるようにするための一歩です。 


機械学習を進展させる連携的アプローチ


2 年前、TensorFlow Privacy(GitHub)をローンチしました。TensorFlow Privacy はオープンソース ライブラリです。これを使うと、デベロッパーがプライバシーに配慮した機械学習モデルを簡単にトレーニングでき、研究者は TensorFlow Privacy を使ってより安全なプライバシーを保証し、機械学習の水準を高めることができます。


昨年は、このライブラリを拡張して TensorFlow 2 をサポートするとともに、Keras モデル インターフェースと TensorFlow の既製 Estimator の両方をサポートしました。また、ウォータールー大学の研究者と連携してパフォーマンスを向上させています。これにより、新しいリリースでは一般的なワークロードのトレーニングが 4 倍以上高速になりました。


さらに、プライバシーを考慮した機械学習のトレーニングはコストが高くなってしまい、現実的ではない可能性があることがわかっています。そこで、機械学習モデルはどの程度プライベートなのかを理解するための調査を開始し、昨年、それに役立つ仮想攻撃ライブラリをオープンソース化しました。このライブラリを使うと、機械学習モデルの全体的なプライバシーの保護状況を確認できます。


その後は、プリンストン大学やシンガポール国立大学の研究者と連携。ライブラリのスコープを拡張して生成モデルや非ニューラル ネットワーク モデルをテストする新機能を追加しています。


先日、スタンフォード大学医学部の研究者がこの機能をいくつかのモデルで試しました。そのテストから、モデルの中でのプライバシーに関する動作が明らかになりました。その中には、それ以前はできなかったことも含まれています。 


また、差分プライバシーと堅牢性のトレードオフに関する新しい研究を発表しました。これは、AI 倫理の中核にあるもう 1 つの特性である、プライバシーと安全性に関わることです。


健全なオープンソース エコシステムを育み、広げていく一方で、Google 製品を使うユーザーをアルゴリズムによって保護するために、Google は高度なプライバシー保護を行う取り組みに投資をしております。私たちは、世界中のあらゆる人がトップレベルなプライバシー保護を享受すべきだと強く確信しています。そのためにさまざまな組織と協力してそのミッションを果たしてまいります。


Reviewed by Khanh LeViet - Developer Advocate and  Hidenori Fujii - Google Play Developer Marketing APAC


source https://developers-jp.googleblog.com/2021/02/how-were-helping-developers-with-differential-privacy.html

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