Differentially Private Federated Learning With an Adaptive Noise Mechanism

差别隐私 MNIST数据库 计算机科学 联合学习 灵敏度(控制系统) 信息敏感性 噪音(视频) 方案(数学) 私人信息检索 信息隐私 人工智能 机器学习 分布式学习 比例(比率) 数据挖掘 分布式计算 深度学习 计算机安全 心理学 数学分析 教育学 物理 数学 量子力学 电子工程 工程类 图像(数学)
作者
Rui Xue,Kaiping Xue,Bin Zhu,Xinyi Luo,Tianwei Zhang,Qibin Sun,Jun Lü
出处
期刊:IEEE Transactions on Information Forensics and Security [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:19: 74-87 被引量:55
标识
DOI:10.1109/tifs.2023.3318944
摘要

Federated Learning (FL) enables multiple distributed clients to collaboratively train a model with owned datasets. To avoid the potential privacy threat in FL, researchers propose the DP-FL strategy, which utilizes differential privacy (DP) to add elaborate noise to the exchanged parameters to hide privacy information. DP-FL guarantees the privacy of FL at the cost of model performance degradation. To balance the trade-off between model accuracy and security, we propose a differentially private federated learning scheme with an adaptive noise mechanism. This is challenging, as the distributed nature of FL makes it difficult to appropriately estimate sensitivity, where sensitivity is a concept in DP that determines the scale of noise. To resolve this, we design a generic method for sensitivity estimates based on local and global historical information. We also provide instances on four commonly used optimizers to verify its effectiveness. The experiments on MNIST, FMNIST and CIFAR-10 convincingly prove that our proposed scheme achieves higher accuracy while keeping high-level privacy protection compared to prior works.
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
灯座完成签到,获得积分10
4秒前
呆橘完成签到 ,获得积分10
4秒前
慕青应助HEI采纳,获得10
7秒前
小蘑菇应助chen采纳,获得10
14秒前
笑点低涟妖完成签到 ,获得积分10
16秒前
怕黑小伙完成签到,获得积分10
20秒前
忘忧Aquarius完成签到,获得积分0
30秒前
37秒前
rjy完成签到 ,获得积分10
37秒前
放学别走完成签到 ,获得积分20
38秒前
DianaLee完成签到 ,获得积分10
40秒前
小城故事和冰雨完成签到,获得积分10
40秒前
42秒前
44秒前
李兴发布了新的文献求助10
47秒前
wewe发布了新的文献求助10
49秒前
狂跳的脉搏完成签到,获得积分10
52秒前
1725665189完成签到 ,获得积分10
55秒前
Sweety_完成签到 ,获得积分10
56秒前
JamesPei应助wewe采纳,获得10
59秒前
59秒前
李兴完成签到,获得积分20
1分钟前
小孟小孟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
qiancib202完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
wewe完成签到,获得积分10
1分钟前
Jako完成签到 ,获得积分10
1分钟前
chen发布了新的文献求助10
1分钟前
Aoyang完成签到,获得积分10
1分钟前
Hello应助称心的雁丝采纳,获得10
1分钟前
zsf完成签到 ,获得积分10
1分钟前
烦烦烦发布了新的文献求助30
1分钟前
学术骗子小刚完成签到,获得积分10
1分钟前
Song完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
漂亮姐姐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
俺寻思者完成签到,获得积分10
1分钟前
柒柒球完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wenbo完成签到,获得积分0
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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
Variations: A More Diverse Picture of Contemporary Art 400
A Primer on Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) Fourth Edition 400
Induction Heating and Heat Treatment (ASM Handbook, Volume 4C) 300
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 7586160
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9164543
关于积分的说明 19612319
捐赠科研通 7166909
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266638
关于科研通互助平台的介绍 2431657
邀请新用户注册赠送积分活动 2258420