Privacy-aware and scalable recommender systems uing sketching techniques

par Raghavendran Balu

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Laurent Amsaleg et de Teddy Furon.

Soutenue le 09-11-2016

à Rennes 1 en cotutelle avec l'Université de Rennes1 , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes) , en partenariat avec Universite Bretagne Loire (ComuE) , Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes) (laboratoire) et de LinkMedia (laboratoire) .

  • Titre traduit

    Respect de la vie privée des systèmes de recommandation grâce à l’emploi d’algorithmes à base de sketchs


  • Résumé

    Cette thèse étudie les aspects passage à l’échelle et respect de la vie privée des systèmes de recommandation grâce à l’emploi d’algorithmes à base de sketchs. Les contributions techniques liées à cette étude nous permettent de proposer un système de recommandations personnalisées capable de passer à l’échelle tant en nombre d’utilisateurs qu’en nombre de produits à recommander, tout en offrant une bonne protection de la confidentialité de ces recommandations. La thèse se situe ainsi à la croisée de trois domaines qui sont les systèmes de recommandation, la confidentialité différentielle et les techniques à base de sketchs. Concernant la confidentialité, nous nous sommes intéressés à définir de nouveaux mécanisme garantissant une bonne confidentialité mais aussi à les évaluer. Nous avons pu observer que c’est qui est le paramètre essentiel contrôlant le respect plus ou moins garanti de la confidentialité différentielle. Par ailleurs, le besoin de fonctionner à grande échelle demande de relever les défis liés à la modélisation de très nombreux utilisateurs et à la prise en compte de très nombreux produits à recommander. Ces défis sont particulièrement difficiles à relever dans un contexte où les préférences des utilisateurs et le catalogue de produits évoluent dynamiquement. Cette évolution complexifie les techniques de stockage des profils des utilisateurs, leur mise à jour et leur interrogation. Nos contributions sur cet aspect intéressent non seulement le domaine de la recommandation, mais ont une portée plus générale. Globalement, nous avons mené de nombreuses campagnes d’évaluation de nos propositions, sur des jeux de données réels de très grande taille, démontrant ainsi la capacité de nos contributions à passer à l’échelle tout en offrant de la dynamicité et des garanties sur la confidentialité.


  • Résumé

    In this thesis, we aim to study and evaluate the privacy and scalability properties of recommender systems using sketching techniques and propose scalable privacy preserving personalization mechanisms. Hence, the thesis is at the intersection of three different topics: recommender systems, differential privacy and sketching techniques. On the privacy aspects, we are interested in both new privacy preserving mechanisms and the evaluation of such mechanisms. We observe that the primary parameter in differential privacy is a control parameter and motivated to find techniques that can assess the privacy guarantees. We are also interested in proposing new mechanisms that are privacy preserving and get along well with the evaluation metrics. On the scalability aspects, we aim to solve the challenges arising in user modeling and item retrieval. User modeling with evolving data poses difficulties, to be addressed, in storage and adapting to new data. Also, addressing the retrieval aspects finds applications in various domains other than recommender systems. We evaluate the impact of our contributions through extensive experiments conducted on benchmark real datasets and through the results, we surmise that our contributions very well address the privacy and scalability challenges.


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