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!

User-Level Privacy-Preserving Federated Learning: Analysis and Performance Optimization

差别隐私 计算机科学 上传 服务器 趋同(经济学) 启发式 符号 理论计算机科学 机器学习 人工智能 算法 计算机网络 数学 万维网 算术 经济 经济增长
作者
Kang Wei,Jun Li,Ming Ding,Chuan Ma,Hang Su,Bo Zhang,H. Vincent Poor
出处
期刊:IEEE Transactions on Mobile Computing [IEEE Computer Society]
卷期号:21 (9): 3388-3401 被引量:172
标识
DOI:10.1109/tmc.2021.3056991
摘要

Federated learning (FL), as a type of collaborative machine learning framework, is capable of preserving private data from mobile terminals (MTs) while training the data into useful models. Nevertheless, from a viewpoint of information theory, it is still possible for a curious server to infer private information from the shared models uploaded by MTs. To address this problem, we first make use of the concept of local differential privacy (LDP), and propose a user-level differential privacy (UDP) algorithm by adding artificial noise to the shared models before uploading them to servers. According to our analysis, the UDP framework can realize $(\epsilon _{i}, \delta _{i})$ -LDP for the $i$ th MT with adjustable privacy protection levels by varying the variances of the artificial noise processes. We then derive a theoretical convergence upper-bound for the UDP algorithm. It reveals that there exists an optimal number of communication rounds to achieve the best learning performance. More importantly, we propose a communication rounds discounting (CRD) method. Compared with the heuristic search method, the proposed CRD method can achieve a much better trade-off between the computational complexity of searching and the convergence performance. Extensive experiments indicate that our UDP algorithm using the proposed CRD method can effectively improve both the training efficiency and model quality for the given privacy protection 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
charih完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
2分钟前
3分钟前
3分钟前
Lucas应助nebuscar采纳,获得10
3分钟前
zrs发布了新的文献求助10
3分钟前
龚文亮完成签到,获得积分10
3分钟前
月儿完成签到 ,获得积分10
4分钟前
zrs完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
非洲大象发布了新的文献求助10
5分钟前
非洲大象完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
希望天下0贩的0应助Una采纳,获得10
8分钟前
8分钟前
8分钟前
通科研完成签到 ,获得积分10
9分钟前
9分钟前
nebuscar发布了新的文献求助10
9分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
9分钟前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
9分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
9分钟前
nebuscar关注了科研通微信公众号
10分钟前
10分钟前
完美世界应助科研通管家采纳,获得20
11分钟前
11分钟前
12分钟前
鲁成危发布了新的文献求助10
12分钟前
YifanWang完成签到,获得积分0
12分钟前
12分钟前
ZaZa完成签到,获得积分10
13分钟前
研友_850aeZ完成签到,获得积分0
13分钟前
13分钟前
zzzzzzzqy发布了新的文献求助10
13分钟前
14分钟前
ivyjianjie完成签到,获得积分10
14分钟前
15分钟前
15分钟前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Future Approaches to Electrochemical Sensing of Neurotransmitters 1000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
Finite Groups: An Introduction 800
壮语核心名词的语言地图及解释 700
ВЕРНЫЙ ДРУГ КИТАЙСКОГО НАРОДА СЕРГЕЙ ПОЛЕВОЙ 500
ВОЗОБНОВЛЕН ВЫПУСК ЖУРНАЛА "КИТАЙ" НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3906859
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3452364
关于积分的说明 10870150
捐赠科研通 3178227
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1755828
邀请新用户注册赠送积分活动 849100
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 791370