Privacy-preserving clustering federated learning for non-IID data

计算机科学 聚类分析 差别隐私 背景(考古学) 联合学习 个性化 趋同(经济学) 数据挖掘 分布式计算 机器学习 万维网 经济增长 生物 古生物学 经济
作者
Guixun Luo,Naiyue Chen,Jiahuan He,Bingwei Jin,Zhiyuan Zhang,Yidong Li
出处
期刊:Future Generation Computer Systems [Elsevier BV]
卷期号:154: 384-395 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.future.2024.01.005
摘要

With the increasing number of intelligent devices joining into the Internet of Things (IoT), traditional centralized learning struggles to meet the performance requirements of terminal time-critical systems under heterogeneous data distribution. This challenge arises from the non-independent and non-identically distributed nature of data on terminal devices in real-world scenarios, which impacts the overall model convergence speed and terminal performance. As federated learning provides a privacy-preserving collaborative training framework, this paper focuses on the studying of the time response and performance issues in the context of data heterogeneity. In this paper, we propose a lightweight Randomized Response (RR) differential privacy method to protect the distribution characteristics of clients' data while quantifying their similarity. The paper introduces a community detection algorithm with linear time complexity to divide clients into clusters, which addresses inherent non-IID challenges in federated learning and meeting the rapid response requirements of time-critical systems. We conduct experiments on scenarios with different data distribution scenarios. The results show that the privacy-preserving mechanism has a negligible impact on model accuracy, and our algorithm demonstrates significant performance improvements in personalization compared to baseline methods. Additionally, in the presence of partially disconnected clients during training, compared to solo training, the pp-CFL algorithm enhances the timeliness and accuracy of the personalized local model.

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
李健的粉丝团团长应助qrj采纳,获得10
1秒前
笑傲江湖完成签到,获得积分10
3秒前
CipherSage应助Zzz采纳,获得10
3秒前
4秒前
DF发布了新的文献求助10
5秒前
fxz完成签到 ,获得积分10
5秒前
水怪啊发布了新的文献求助10
5秒前
余沛行发布了新的文献求助10
6秒前
清清清完成签到 ,获得积分10
6秒前
Atan完成签到,获得积分10
8秒前
淮安石河子关注了科研通微信公众号
10秒前
orixero应助csq69采纳,获得10
11秒前
Lumos完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
洛尘完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
想要发文章完成签到 ,获得积分10
13秒前
杜11关注了科研通微信公众号
13秒前
DF完成签到,获得积分10
13秒前
gblackhorn完成签到,获得积分10
14秒前
阿巴阿巴完成签到 ,获得积分10
14秒前
俊逸的向珊完成签到,获得积分10
15秒前
美丽语蝶发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
无花果应助张琳琳采纳,获得10
17秒前
Zzz发布了新的文献求助10
18秒前
qrj发布了新的文献求助10
19秒前
帆亦羊发布了新的文献求助10
19秒前
8star完成签到,获得积分20
20秒前
20秒前
21秒前
谢丹完成签到 ,获得积分10
21秒前
林千万完成签到,获得积分10
21秒前
淇淇完成签到,获得积分10
22秒前
Jasper应助xcm采纳,获得10
23秒前
乐进完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
完美吐司完成签到,获得积分10
25秒前
酷波er应助帆亦羊采纳,获得10
25秒前
25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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
Cleopatra : A Reference Guide to Her Life and Works 500
Fundamentals of Strain Psychology 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 6341435
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8156740
关于积分的说明 17144190
捐赠科研通 5397717
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2859314
邀请新用户注册赠送积分活动 1837255
关于科研通互助平台的介绍 1687262