Efficient Privacy-Preserving Federated Learning With Improved Compressed Sensing

同态加密 计算机科学 加密 明文 有损压缩 离散余弦变换 计算机工程 信息隐私 分布式计算 方案(数学) 理论计算机科学 计算机网络 计算机安全 人工智能 图像(数学) 数学分析 数学
作者
Yifan Zhang,Yinbin Miao,Xinghua Li,Linfeng Wei,Zhiquan Liu,Kim‐Kwang Raymond Choo,Robert H. Deng
出处
期刊:IEEE Transactions on Industrial Informatics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:20 (3): 3316-3326 被引量:5
标识
DOI:10.1109/tii.2023.3297596
摘要

To solve the data silos issue in distributed machine learning with privacy leakage, privacy-preserving federated learning (PPFL) has been extensively explored in both academic and industrial fields. However, the existing PPFL solutions still suffer from high computation and communication overheads, which result in excessive consumption of communication bandwidth and slow down the training process of FL. To address these issues, we propose a secure and communication-efficient FL scheme using improved compressed sensing and CKKS homomorphic encryption. Specifically, we implement a lossy compression of the model by using discrete cosine transform, then use CKKS homomorphic encryption to encrypt the data transmitted between clients and center server due to its high efficiency and support for batch encryption. Formal security analysis proves that our scheme is secure against indistinguishability under chosen plaintext attack and extensive experiments demonstrate that our scheme achieves a high accuracy at 0.05% compression rate.

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
小洁完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
星禾吾完成签到,获得积分10
3秒前
七夜竹完成签到 ,获得积分10
4秒前
勤奋若之发布了新的文献求助30
5秒前
小鹿斑比完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
7秒前
Judy_Hui完成签到,获得积分10
8秒前
53秒前
R可欣完成签到,获得积分10
54秒前
灵巧映安完成签到,获得积分10
54秒前
55秒前
55秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
55秒前
56秒前
57秒前
song发布了新的文献求助30
57秒前
57秒前
58秒前
58秒前
58秒前
liruixin发布了新的文献求助30
58秒前
6昂发布了新的文献求助10
58秒前
Meng完成签到,获得积分10
1分钟前
孤独乐瑶发布了新的文献求助10
1分钟前
林七七完成签到,获得积分10
1分钟前
Twonej应助tyz采纳,获得30
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
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
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Gründe der Seele:Die Wiener Psychatrie im 20.Jahrhundert 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
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 7273348
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8894206
关于积分的说明 18802668
捐赠科研通 6947413
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3205232
关于科研通互助平台的介绍 2377110
邀请新用户注册赠送积分活动 2180324