Equilibrando la privacidad y los datos de movilidad en emergencias
Un nuevo método protege la privacidad individual al compartir datos de movilidad durante crisis.
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Tabla de contenidos
Los Datos de Movilidad personal de teléfonos móviles y sensores se están utilizando cada vez más para guiar decisiones durante emergencias como pandemias y desastres naturales. Sin embargo, incluso cuando los datos se agrupan, aún pueden revelar información privada sobre los movimientos de las personas. Este artículo presenta un método para compartir datos de movilidad personal mientras se garantiza la Privacidad de los individuos.
La Importancia de los Datos de Movilidad Personal
Los datos de movilidad personal pueden dar información esencial para ayudar durante crisis humanitarias. Por ejemplo, estos datos pueden ayudar a gestionar la propagación de enfermedades, asistir a personas desplazadas, dirigir transferencias de efectivo de emergencia e incluso identificar posibles brotes de violencia. La pandemia de COVID-19 destacó el valor de estos datos para entender el movimiento de la población y fomentó la colaboración entre gobiernos, empresas tecnológicas e investigadores para usar estos datos de manera efectiva.
Riesgos de Privacidad de los Datos de Movilidad
A pesar de sus beneficios potenciales, usar datos de movilidad personal conlleva riesgos de privacidad. Los datos de movilidad individuales pueden revelar información sensible sobre la vida de una persona, incluyendo sus lugares de hogar y trabajo, hábitos de viaje y interacciones sociales. Además, analizar estos datos puede llevar a inferencias sobre inclinaciones políticas de una persona o incluso su orientación sexual. Reducir los detalles de los movimientos individuales a menudo no protege la privacidad debido a la singularidad del comportamiento humano.
Se han recibido críticas de varios sectores respecto al uso de estos datos, lo que ha llevado a preocupaciones sobre la privacidad. Para proteger a los individuos de daños potenciales que puedan surgir de compartir datos de movilidad, se necesitan tomar medidas para asegurar que la privacidad se mantenga, incluso cuando los datos se usan con fines humanitarios.
Métodos Tradicionales de Protección de la Privacidad
Tradicionalmente, se protege la privacidad al publicar solo Estadísticas agregadas sobre los movimientos de grupos, en lugar de detallar trayectorias individuales. Sin embargo, incluso los datos agregados pueden no anonimizar suficientemente a las personas. Otras estrategias han incluido distorsionar información, ocultar caminos personales y mezclar datos.
Un Nuevo Enfoque para Datos de Movilidad que Respetan la Privacidad
Este artículo introduce un método para generar estadísticas de movilidad que cumplen con los estándares de privacidad. Al usar un enfoque matemático conocido como privacidad diferencial, el método agrega ruido a los datos, asegurando que el riesgo de exponer información individual se limite. Esta técnica ha demostrado mantener un equilibrio entre privacidad y precisión.
Contribuciones Clave del Nuevo Método
- Desarrollo del Algoritmo: El algoritmo crea estadísticas de movilidad privadas asegurando tanto la privacidad como la precisión.
- Aplicaciones en el Mundo Real: Probar este algoritmo con datos reales de Afganistán y Ruanda muestra cómo este método puede informar efectivamente decisiones políticas de alto riesgo, como respuestas a pandemias y distribución de ayuda.
- Desafíos de Implementación: El artículo también discute consideraciones prácticas que los responsables de políticas deben abordar al usar este enfoque, particularmente el equilibrio entre privacidad y precisión.
Construyendo y Probando la Matriz de Movilidad
Para entender mejor este enfoque, veamos cómo se construye la matriz de movilidad privada. Una matriz de movilidad detalla cómo una población viaja entre regiones durante un periodo determinado.
El algoritmo genera una versión protectora de la privacidad de estas matrices añadiendo ruido calculado a los datos originales de una manera que oculta las identidades individuales. A través de pruebas rigurosas, se ha demostrado que este algoritmo cumple efectivamente con los estándares de privacidad, asegurando que las personas no puedan ser fácilmente identificadas a partir de los datos.
Evaluando el Impacto en Intervenciones Humanitarias
El siguiente paso es evaluar cómo estos datos de movilidad privatizados influyen en las intervenciones humanitarias. El artículo examina dos escenarios clave: responder a pandemias y distribuir ayuda humanitaria tras desastres.
Respuesta a Pandemias
En el contexto de una pandemia, los datos de movilidad privada ayudan a guiar intervenciones de salud pública diseñadas para limitar la propagación de enfermedades contagiosas. Al simular varios escenarios de pandemia en Afganistán, se compara la efectividad de las intervenciones basadas en datos privados con las basadas en datos no privados.
Se utilizan datos de operadores de telefonía móvil para crear matrices de movilidad diarias, que ayudan a evaluar cómo pueden responder con precisión los responsables de políticas a los cambios en la prevalencia de enfermedades usando estas matrices.
Los resultados muestran que usar matrices O-D privadas logra alta precisión, incluso en intervenciones más detalladas. Los responsables de políticas pueden utilizar estas matrices para tomar decisiones informadas sobre restricciones de viaje, distribución de medicamentos y otras medidas esenciales de salud pública.
Distribución de Ayuda Humanitaria
Además de los escenarios de pandemia, el artículo explora cómo los datos de movilidad privatizados ayudan en la distribución de asistencia humanitaria tras desastres. Los datos de movilidad pueden servir como guía para determinar áreas que requieren ayuda inmediata, especialmente tras eventos como terremotos o conflictos.
Se examinan dos estudios de caso: la Batalla de Kunduz en 2015 en Afganistán, que desplazó a un gran número de individuos, y el terremoto del Lago Kivu en 2008 en Ruanda. Al analizar patrones de migración posterior a estos eventos, se evalúa la efectividad de la distribución de ayuda dirigida.
Los resultados indican que incluso al usar datos privados, la precisión para evaluar la migración de salida sigue siendo relativamente alta. La capacidad de identificar áreas con mayor necesidad de asistencia permite respuestas humanitarias oportunas y efectivas.
Equilibrando Privacidad y Precisión
Los hallazgos resaltan un compromiso crítico entre privacidad y precisión. Los responsables de políticas deben sopesar la importancia de salvaguardar la privacidad individual contra la necesidad de intervenciones precisas y efectivas.
Niveles más altos de privacidad pueden reducir la precisión de los datos, creando un desafío para los tomadores de decisiones. Sin embargo, se ha demostrado que errores modestos introducidos por las protecciones de privacidad no comprometen significativamente la efectividad general de las intervenciones.
Estableciendo Niveles de Privacidad
Determinar el nivel apropiado de privacidad en los datos involucra decisiones complejas. Los responsables de políticas pueden necesitar estimar los compromisos aceptables según su contexto específico.
Un método potencial implica seleccionar configuraciones de privacidad que aseguren que un nivel máximo de error en los datos no exceda ciertos umbrales. Este enfoque equilibra la necesidad de privacidad con el requisito de una toma de decisiones efectiva.
Alternativamente, los responsables de políticas podrían utilizar heurísticas para seleccionar valores de privacidad según su tolerancia al error. Al aplicar estos métodos, pueden lograr una matriz de movilidad privada más precisa mientras aún aseguran que se proteja la privacidad individual.
Conclusión
El uso creciente de datos de movilidad personal en respuesta humanitaria muestra su potencial para informar decisiones críticas. Sin embargo, es fundamental abordar las preocupaciones de privacidad que surgen de este uso. El algoritmo propuesto equilibra privacidad y precisión, permitiendo a las organizaciones utilizar datos de movilidad de manera responsable mientras protegen a los individuos.
Al avanzar, este enfoque puede servir como modelo sobre cómo utilizar efectivamente los datos de movilidad privados en aplicaciones de bien social. Al asegurar que se respete la privacidad, las organizaciones pueden seguir aprovechando las ideas proporcionadas por los datos de movilidad para responder efectivamente a crisis humanitarias, contribuyendo en última instancia a objetivos más amplios de desarrollo sostenible.
La investigación y el desarrollo continuos en esta área pueden mejorar aún más los métodos para utilizar datos privados, asegurando que a medida que los dispositivos digitales se proliferan a nivel mundial, los derechos y la privacidad de los individuos sigan siendo una prioridad en el uso de datos.
Título: Privacy Guarantees for Personal Mobility Data in Humanitarian Response
Resumen: Personal mobility data from mobile phones and other sensors are increasingly used to inform policymaking during pandemics, natural disasters, and other humanitarian crises. However, even aggregated mobility traces can reveal private information about individual movements to potentially malicious actors. This paper develops and tests an approach for releasing private mobility data, which provides formal guarantees over the privacy of the underlying subjects. Specifically, we (1) introduce an algorithm for constructing differentially private mobility matrices, and derive privacy and accuracy bounds on this algorithm; (2) use real-world data from mobile phone operators in Afghanistan and Rwanda to show how this algorithm can enable the use of private mobility data in two high-stakes policy decisions: pandemic response and the distribution of humanitarian aid; and (3) discuss practical decisions that need to be made when implementing this approach, such as how to optimally balance privacy and accuracy. Taken together, these results can help enable the responsible use of private mobility data in humanitarian response.
Autores: Nitin Kohli, Emily Aiken, Joshua Blumenstock
Última actualización: 2024-11-21 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2306.09471
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.09471
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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