Distributionally Robust Federated Learning for Network Traffic Classification With Noisy Labels

计算机科学 分类器(UML) 噪声数据 稳健性(进化) 交通分类 人工智能 数据挖掘 训练集 机器学习 模式识别(心理学) 计算机网络 服务质量 生物化学 基因 化学
作者
Siping Shi,Yingya Guo,Dan Wang,Yifei Zhu,Zhu Han
出处
期刊:IEEE Transactions on Mobile Computing [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:23 (5): 6212-6226
标识
DOI:10.1109/tmc.2023.3319657
摘要

Network traffic classifiers of mobile devices are widely learned with federated learning(FL) for privacy preservation. Noisy labels commonly occur in each device and deteriorate the accuracy of the learned network traffic classifier. Existing noise elimination approaches attempt to solve this by detecting and removing noisy labeled data before training. However, they may lead to poor performance of the learned classifier, as the remaining traffic data in each device is few after noise removal. Motivated by the observation that the data feature of the noisy labeled traffic data is clean and the underlying true distribution of the noisy labeled data is statistically close to the clean traffic data, we propose to utilize the noisy labeled data by normalizing it to be close to the clean traffic data distribution. Specifically, we first formulate a distributionally robust federated network traffic classifier learning problem (DR-NTC) to jointly take the normalized traffic data and clean data into training. Then we specify the normalization function under Wasserstein distance to transform the noisy labeled traffic data into a certified robust region around the clean data distribution, and we reformulate the DR-NTC problem into an equivalent DR-NTC-W problem. Finally, we design a robust federated network traffic classifier learning algorithm, RFNTC, to solve the DR-NTC-W problem. Theoretical analysis shows the robustness guarantee of RFNTC. We evaluate the algorithm by training classifiers on a real-world dataset. Our experimental results show that RFNTC significantly improves the accuracy of the learned classifier by up to 1.05 times.
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
愉快尔琴发布了新的文献求助30
1秒前
小只发布了新的文献求助30
1秒前
小张完成签到,获得积分20
2秒前
Jasper应助taku采纳,获得10
2秒前
毛豆应助小稻草人采纳,获得10
3秒前
请叫我风吹麦浪应助hwy采纳,获得10
4秒前
老乡开下门吧完成签到 ,获得积分10
4秒前
柒_l发布了新的文献求助10
5秒前
冯爽发布了新的文献求助10
5秒前
小张发布了新的文献求助10
5秒前
铅笔羊发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
关节软骨发布了新的文献求助10
9秒前
Jasper应助铉莉采纳,获得10
10秒前
脑洞疼应助一一采纳,获得10
10秒前
涂文静完成签到,获得积分10
10秒前
xhsz1111完成签到 ,获得积分10
11秒前
西叶发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
15秒前
15秒前
英姑应助hamzhang0426采纳,获得10
16秒前
16秒前
汉堡包应助冷傲的白卉采纳,获得10
17秒前
taku发布了新的文献求助10
17秒前
feng完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
紫紫吃菠菜完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
22秒前
vvdd发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
情怀应助石籽采纳,获得10
23秒前
老丫大侠完成签到 ,获得积分10
24秒前
Jasper应助兮阳采纳,获得10
24秒前
耍酷芙蓉发布了新的文献求助10
24秒前
武雨寒发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
今后应助生产队的建设者采纳,获得10
27秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 1000
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3463229
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3056638
关于积分的说明 9053048
捐赠科研通 2746497
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1506946
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 696243
邀请新用户注册赠送积分活动 695849