TAPFed: Threshold Secure Aggregation for Privacy-Preserving Federated Learning

计算机科学 架空(工程) 背景(考古学) 推论 人工智能 加密 方案(数学) 信息隐私 机器学习 理论计算机科学 计算机安全 数学 程序设计语言 古生物学 数学分析 生物
作者
Runhua Xu,Bo Li,Chao Li,James Joshi,Shuai Ma,Tyler Zhou,Jin Dong,Jianxin Li
出处
期刊:IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing [IEEE Computer Society]
卷期号:21 (5): 4309-4323 被引量:22
标识
DOI:10.1109/tdsc.2024.3350206
摘要

Federated learning is a computing paradigm that enhances privacy by enabling multiple parties to collaboratively train a machine learning model without revealing personal data. However, current research indicates that traditional federated learning platforms are unable to ensure privacy due to privacy leaks caused by the interchange of gradients. To achieve privacy-preserving federated learning, integrating secure aggregation mechanisms is essential. Unfortunately, existing solutions are vulnerable to recently demonstrated inference attacks such as the disaggregation attack. This paper proposes TAPFed, an approach for achieving privacy-preserving federated learning in the context of multiple decentralized aggregators with malicious actors. TAPFed uses a proposed threshold functional encryption scheme and allows for a certain number of malicious aggregators while maintaining security and privacy. We provide formal security and privacy analyses of TAPFed and compare it to various baselines through experimental evaluation. Our results show that TAPFed offers equivalent performance in terms of model quality compared to state-of-the-art approaches while reducing transmission overhead by 29%-45% across different model training scenarios. Most importantly, TAPFed can defend against recently demonstrated inference attacks caused by curious aggregators, which the majority of existing approaches are susceptible to.
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
今后应助小枝采纳,获得10
刚刚
JUGG发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
1秒前
ding应助七个丸子采纳,获得10
1秒前
1秒前
orixero应助江楼月采纳,获得10
3秒前
二十又澪完成签到,获得积分10
4秒前
合适尔风完成签到,获得积分10
4秒前
开心人达发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
Mnipwefjgj311发布了新的文献求助10
5秒前
kirito1211完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
小晴发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
masterwill完成签到,获得积分10
6秒前
完美世界应助wuzhei采纳,获得10
6秒前
Voldemort发布了新的文献求助10
7秒前
称心可乐发布了新的文献求助30
8秒前
134完成签到,获得积分10
9秒前
果称完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
和谐狗发布了新的文献求助30
10秒前
bodao发布了新的文献求助10
11秒前
三途发布了新的文献求助10
11秒前
molihuakai应助111采纳,获得10
11秒前
李爱国应助任性的翼采纳,获得10
11秒前
GM完成签到,获得积分10
11秒前
小勉完成签到,获得积分10
12秒前
乐乐应助fsdff采纳,获得10
12秒前
星芒发布了新的文献求助10
12秒前
mufeixue发布了新的文献求助10
14秒前
不知名小伙完成签到 ,获得积分20
15秒前
无极微光应助Kevin采纳,获得20
15秒前
黑不是黑完成签到,获得积分10
16秒前
包容扬完成签到,获得积分20
18秒前
知知发布了新的文献求助10
19秒前
江楼月给江楼月的求助进行了留言
19秒前
yuliyixue完成签到,获得积分10
19秒前
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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Sage Handbook of Digital Labour 600
汪玉姣:《金钱与血脉:泰国侨批商业帝国的百年激荡(1850年代-1990年代)》(2025) 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6415411
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8234466
关于积分的说明 17486554
捐赠科研通 5468392
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2889055
邀请新用户注册赠送积分活动 1865962
关于科研通互助平台的介绍 1703572