A formal quantitative study of privacy in the publication of official educational censuses in Brazil - Gabriel Henrique Lopes Gomes Alves Nunes (2021)
A preservação da privacidade na divulgação de dados estatísticos tem sido uma preocupação da comunidade científica há décadas. Essa preocupação tem se expandido gradualmente para fora da academia e tem se refletido na promulgação e no reforço generalizado da legislação de proteção à privacidade em todo o mundo. No Brasil, a nova lei de privacidade promulgada em 2018 (LGPD) estabelece restrições obrigatórias aos órgãos governamentais que divulgam publicamente dados sobre pessoas físicas e prescreve sanções em caso de não conformidade. Nesse contexto, é fundamental que essas agências revisem minuciosamente e, se necessário, adaptem seus métodos atuais de publicação de dados. No entanto, é bem conhecido que qualquer método de controle de divulgação aplicado à liberação de dados estatísticos pode apresentar efeitos deletérios na utilidade dos dados, ou seja, na qualidade da informação fornecida aos consumidores legítimos, como analistas e a sociedade como um todo. Um equilíbrio preciso entre privacidade e utilidade deve ser alcançado, levando em consideração os interesses de várias partes, incluindo proprietários de dados, consumidores legítimos de dados e o governo. Nesta dissertação, fornecemos um estudo quantitativo completo dos riscos à privacidade na divulgação dos Censos Educacionais Brasileiros oficiais fornecidos anualmente pelo INEP, que é o órgão governamental brasileiro responsável pelo desenvolvimento e manutenção de sistemas de estatísticas educacionais. Mais precisamente, analisamos formalmente os riscos de privacidade em bancos de dados divulgados como microdados, i.e. dados no nível de registro de cada indivíduo, e protegidos pela técnica de desidentificação, i.e. a remoção de informações de identificação direta, como nomes de indivíduos ou números de identificação pessoal. Para tanto, propomos um sistema unificado de classificação de ataques, que nos permite cobrir e formalizar adequadamente o panorama de riscos à privacidade nos Censos Educacionais. Nossa primeira contribuição são modelos de ataques rigorosamente formalizados no framework de fluxo de informação quantitativa, definidos ao longo de três dimensões ortogonais: (i) risco de reidentificação vs. risco de inferência de atributos; (ii) ataques a uma única base de dados vs. ataques a bases de dados longitudinais, i.e. aquelas que são atualizadas e ampliadas com frequência, como no caso dos Censos do INEP; e (iii) medidas determinísticas vs. probabilísticas de risco de privacidade. Como uma segunda contribuição, empregamos nossos modelos formais para obter avaliações quantitativas extensas de riscos de privacidade nas bases de dados dos Censos Educacionais do INEP, que respondem por mais de cinquenta milhões de alunos, ou cerca de 25% da população atual do país. Esses experimentos mostram inequivocamente que os métodos atuais de controle de divulgação do INEP são insuficientes para garantir a privacidade dos indivíduos em qualquer nível aceitável e, portanto, podem estar em desacordo com a nova legislação de privacidade do Brasil. Por exemplo, 81,13% dos alunos no Censo Escolar de 2019, correspondendo a aproximadamente 39.085.531 indivíduos, podem estar sujeitos a reidentificação completa sob ataques razoavelmente modestos. Argumentamos, portanto, que o INEP deve abandonar as práticas atuais e considerar métodos de controle de divulgação mais rígidos. Como uma terceira contribuição, avaliamos formalmente o trade-off entre privacidade e utilidade em duas variantes de privacidade diferencial --a técnica de controle de divulgação padrão-ouro na literatura-- como o método a ser empregado para divulgação dos Censos Educacionais do INEP. Nossos resultados confirmam que a privacidade diferencial global tende a favorecer a utilidade em relação à privacidade, enquanto a privacidade diferencial local tende a agir de forma oposta. Até onde sabemos, nossas análises são as mais extensas desse tipo na literatura. Além disso, nossos resultados fornecem ao INEP evidências empíricas sólidas para orientar decisões futuras bem informadas ao cumprir a nova legislação de privacidade do Brasil e têm o potencial de impactar positivamente uma fração significativa da população brasileira.