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
刚刚
2秒前
026发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
彭于晏应助呆呆采纳,获得10
4秒前
ankang完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
核桃应助wangfaqing942采纳,获得30
6秒前
111111完成签到,获得积分20
6秒前
哈桑应助ximeng采纳,获得10
7秒前
CipherSage应助和尘同光采纳,获得10
7秒前
7秒前
爆米花应助请你走采纳,获得10
7秒前
9秒前
香蕉觅云应助111111采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
Monn发布了新的文献求助30
11秒前
12秒前
嘟嘟完成签到 ,获得积分10
12秒前
就这样完成签到 ,获得积分10
13秒前
传奇3应助和尘同光采纳,获得30
17秒前
lx应助詹詹采纳,获得10
17秒前
18秒前
19秒前
20秒前
zll发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
咩咩小博士完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
24秒前
24秒前
摆烂ing完成签到,获得积分10
25秒前
senl1n发布了新的文献求助10
26秒前
乳酸菌小面包完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
共享精神应助坦率的夜玉采纳,获得10
27秒前
28秒前
张丹兰发布了新的文献求助10
28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
Single Cell Analysis of the Tumor Microenvironment Landscape Across the Disease Spectrum of Multiple Myeloma 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
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 7328832
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8943410
关于积分的说明 18969760
捐赠科研通 6984532
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216378
关于科研通互助平台的介绍 2383106
邀请新用户注册赠送积分活动 2195868