亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Personalized Federated Learning With Differential Privacy and Convergence Guarantee

计算机科学 差别隐私 趋同(经济学) 联合学习 方案(数学) 功能(生物学) 随机梯度下降算法 正多边形 梯度下降 数学优化 分布式计算 理论计算机科学 人工智能 算法 数学 人工神经网络 生物 数学分析 进化生物学 经济 经济增长 几何学
作者
Kang Wei,Jun Li,Chuan Ma,Ming Ding,Wen Chen,Jun Wu,Meixia Tao,H. Vincent Poor
出处
期刊:IEEE Transactions on Information Forensics and Security [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:18: 4488-4503 被引量:189
标识
DOI:10.1109/tifs.2023.3293417
摘要

Personalized federated learning (PFL), as a novel federated learning (FL) paradigm, is capable of generating personalized models for heterogenous clients. Combined with with a meta-learning mechanism, PFL can further improve the convergence performance with few-shot training. However, meta-learning based PFL has two stages of gradient descent in each local training round, therefore posing a more serious challenge in information leakage. In this paper, we propose a differential privacy (DP) based PFL (DP-PFL) framework and analyze its convergence performance. Specifically, we first design a privacy budget allocation scheme for inner and outer update stages based on the Rényi DP composition theory. Then, we develop two convergence bounds for the proposed DP-PFL framework under convex and non-convex loss function assumptions, respectively. Our developed convergence bounds reveal that 1) there is an optimal size of the DP-PFL model that can achieve the best convergence performance for a given privacy level, and 2) there is an optimal tradeoff among the number of communication rounds, convergence performance and privacy budget. Evaluations on various real-life datasets demonstrate that our theoretical results are consistent with experimental results. The derived theoretical results can guide the design of various DP-PFL algorithms with configurable tradeoff requirements on the convergence performance and privacy levels.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
追寻孤萍完成签到,获得积分10
7秒前
moufei完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
10秒前
整齐成协完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
马宁婧完成签到 ,获得积分10
15秒前
陈雨凡发布了新的文献求助10
15秒前
shun发布了新的文献求助30
16秒前
22秒前
OK发布了新的文献求助20
26秒前
英俊鼠标完成签到 ,获得积分10
30秒前
linuo完成签到,获得积分10
33秒前
科研通AI6.4应助jyy采纳,获得20
36秒前
37秒前
40秒前
科研通AI6.2应助shun采纳,获得10
41秒前
大模型应助shun采纳,获得10
41秒前
max发布了新的文献求助10
42秒前
Jasper应助dcliu采纳,获得10
44秒前
斯文败类应助2589采纳,获得10
45秒前
zzh319发布了新的文献求助10
49秒前
斯文的白玉应助max采纳,获得10
56秒前
坦率寻菡完成签到,获得积分10
57秒前
乐乐应助归于水云身采纳,获得10
59秒前
1分钟前
谨慎雪珍完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Reddit完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李斌发布了新的文献求助10
1分钟前
科研通AI6.4应助罗博超采纳,获得10
1分钟前
NexusExplorer应助李斌采纳,获得10
1分钟前
科研通AI6.2应助ban采纳,获得10
1分钟前
科研通AI6.4应助ban采纳,获得10
1分钟前
科研通AI6.2应助ban采纳,获得10
1分钟前
Owen应助ban采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
Too Much of Two Good Things: Investment Protection and Environmental Protection in International Law 260
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7673291
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9239905
关于积分的说明 19902746
捐赠科研通 7242733
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285537
关于科研通互助平台的介绍 2443601
邀请新用户注册赠送积分活动 2287759