Des études sur l’équité et la confidentialité dans l’apprentissage automatique

Exploring fairness and privacy in machine learning

• Auteur / Autrice : Carlos Pinzón Henao
• Direction : Catuscia Palamidessi, Frank Valencia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques et informatique
• Date : Soutenance le 06/12/2023
• Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique de l'École polytechnique (Palaiseau ; 1988-....) - Laboratoire d'informatique de l'École polytechnique [Palaiseau] / LIX
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Couchot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catuscia Palamidessi, Frank Valencia, Jean-Michel Loubès, Rachel Cummings, Sara Bouchenak, Antoine Boutet, Ferdinando Fioretto
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Michel Loubès, Josée Desharnais

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protection de l'information (informatique)

Équité

Apprentissage automatique

Mots clés libres

Protection de la vie privée

Équité

Aprentissage automatique

Données

Privacy

Machine learning

Fairness

Data

Résumé

Cette thèse présente quatre articles publiés dans le domaine de l'éthique des données qui élargissent nos connaissances sur l'équité dans l'apprentissage automatique et l'état de l'art de la confidentialité dans la collecte et la transmission des données.Ce document englobe (1) le calcul de la limite de Pareto d'égalité des chances et de précision des classificateurs d'apprentissage automatique, la preuve que ces objectifs s'opposent radicalement pour certaines distributions ; (2) la preuve empirique que lors de l’utilisation d’algorithmes de découverte causale pour l’évaluation de l’équité, différents algorithmes peuvent conduire à des conclusions très différentes ; (3) la proposition d'un protocole de collecte de données longitudinales avec des garanties inspirées de la confidentialité différentielle locale ; et (4) la dérivation de deux méthodes optimales de remplissage des données transmises pour protéger la confidentialité contre les observateurs du réseau.

This dissertation presents four published articles in the field of data ethics that extend our knowledge of fairness in machine learning and advance the state of the art of privacy in data collection and transmission.This document encompasses: (1) a general study of the trade-off between equal opportunity and accuracy of machine learning classifiers along with the proof that these objectives may oppose each other strongly; (2) the empirical proof that when using causal discovery algorithms for fairness assessment, different algorithms may lead to very different conclusions; (3) the proposal of a protocol for longitudinal data collection with guarantees inspired in local differential privacy; and (4) the derivation of two optimal methods for padding transmitted data to protect privacy against network observers.