Distributed computing allows effective data storage, processing and retrieval but it poses security and privacy issues. Sensors are the cornerstone of the IoT-based pipelines, since they constantly capture data until it can be analyzed at the central cloud resources. However, these sensor nodes are often constrained by limited resources. Ideally, it is desired to make all the collected data features private but due to resource limitations, it may not always be possible. Making all the features private may cause overutilization of resources, which would in turn affect the performance of the whole system. In this thesis, we design and implement a system that is capable of finding the optimal set of data features to make private, given the device’s maximum resource constraints and the desired performance or accuracy of the system. Using the generalization techniques for data anonymization, we create user-defined injective privacy encoder functions to make each feature of the dataset private. Regardless of the resource availability, some data features are defined by the user as essential features to make private. All other data features that may pose privacy threat are termed as the non-essential features. We propose Dynamic Iterative Greedy Search (DIGS), a greedy search algorithm that takes the resource consumption for each non-essential feature as input and returns the most optimal set of non-essential features that can be private given the available resources. The most optimal set contains the features which consume the least resources. We evaluate our system on a Fitbit dataset containing 17 data features, 4 of which are essential private features for a given classification application. Our results show that we can provide 9 additional private features apart from the 4 essential features of the Fitbit dataset containing 1663 records. Furthermore, we can save 26:21% memory as compared to making all the features private. We also test our method on a larger dataset generated with Generative Adversarial Network (GAN). However, the chosen edge device, Raspberry Pi, is unable to cater to the scale of the large dataset due to insufficient resources. Our evaluations using 1=8th of the GAN dataset result in 3 extra private features with up to 62:74% memory savings as compared to all private data features. Maintaining privacy not only requires additional resources, but also has consequences on the performance of the designed applications. However, we discover that privacy encoding has a positive impact on the accuracy of the classification model for our chosen classification application. / Distribuerad databehandling möjliggör effektiv datalagring, bearbetning och hämtning men det medför säkerhets- och sekretessproblem. Sensorer är hörnstenen i de IoT-baserade rörledningarna, eftersom de ständigt samlar in data tills de kan analyseras på de centrala molnresurserna. Dessa sensornoder begränsas dock ofta av begränsade resurser. Helst är det önskvärt att göra alla insamlade datafunktioner privata, men på grund av resursbegränsningar kanske det inte alltid är möjligt. Att göra alla funktioner privata kan orsaka överutnyttjande av resurser, vilket i sin tur skulle påverka prestanda för hela systemet. I denna avhandling designar och implementerar vi ett system som kan hitta den optimala uppsättningen datafunktioner för att göra privata, med tanke på begränsningar av enhetsresurserna och systemets önskade prestanda eller noggrannhet. Med hjälp av generaliseringsteknikerna för data-anonymisering skapar vi användardefinierade injicerbara sekretess-kodningsfunktioner för att göra varje funktion i datasetet privat. Oavsett resurstillgänglighet definieras vissa datafunktioner av användaren som viktiga funktioner för att göra privat. Alla andra datafunktioner som kan utgöra ett integritetshot kallas de icke-väsentliga funktionerna. Vi föreslår Dynamic Iterative Greedy Search (DIGS), en girig sökalgoritm som tar resursförbrukningen för varje icke-väsentlig funktion som inmatning och ger den mest optimala uppsättningen icke-väsentliga funktioner som kan vara privata med tanke på tillgängliga resurser. Den mest optimala uppsättningen innehåller de funktioner som förbrukar minst resurser. Vi utvärderar vårt system på en Fitbit-dataset som innehåller 17 datafunktioner, varav 4 är viktiga privata funktioner för en viss klassificeringsapplikation. Våra resultat visar att vi kan erbjuda ytterligare 9 privata funktioner förutom de 4 viktiga funktionerna i Fitbit-datasetet som innehåller 1663 poster. Dessutom kan vi spara 26; 21% minne jämfört med att göra alla funktioner privata. Vi testar också vår metod på en större dataset som genereras med Generative Adversarial Network (GAN). Den valda kantenheten, Raspberry Pi, kan dock inte tillgodose storleken på den stora datasetet på grund av otillräckliga resurser. Våra utvärderingar med 1=8th av GAN-datasetet resulterar i 3 extra privata funktioner med upp till 62; 74% minnesbesparingar jämfört med alla privata datafunktioner. Att upprätthålla integritet kräver inte bara ytterligare resurser utan har också konsekvenser för de designade applikationernas prestanda. Vi upptäcker dock att integritetskodning har en positiv inverkan på noggrannheten i klassificeringsmodellen för vår valda klassificeringsapplikation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-292105 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Tania, Zannatun Nayem |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2021:68 |
Page generated in 0.003 seconds