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]
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
Hello应助闪电侠采纳,获得10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
Owen应助Lijia_YAO采纳,获得30
2秒前
明小圆发布了新的文献求助10
3秒前
丘比特应助帅气凝海采纳,获得30
3秒前
5秒前
希望天下0贩的0应助tamako采纳,获得10
7秒前
LaTeXer应助心灵美的天川采纳,获得30
7秒前
7秒前
杨帅康发布了新的文献求助10
8秒前
脑洞疼应助Hangerli采纳,获得10
8秒前
失之东隅发布了新的文献求助10
9秒前
19900420完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
JamesPei应助震动的友琴采纳,获得10
15秒前
蝴蝶发布了新的文献求助10
16秒前
雪之下句芒完成签到,获得积分10
17秒前
无名应助hdjxh采纳,获得20
18秒前
peachsweet发布了新的文献求助10
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
vera完成签到,获得积分20
19秒前
66发布了新的文献求助10
19秒前
KJ发布了新的文献求助10
22秒前
星辰大海应助伍寒烟采纳,获得10
24秒前
26秒前
完美世界应助苏卿然采纳,获得10
26秒前
汉堡包应助璟晨岁月采纳,获得10
27秒前
852应助phil采纳,获得10
28秒前
英俊的铭应助长得像杨蕃采纳,获得10
28秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
28秒前
热心的飞风完成签到 ,获得积分10
28秒前
杨石石石发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
30秒前
专注的问寒应助Sweger采纳,获得20
32秒前
阡陌完成签到,获得积分10
33秒前
Owen应助平淡的画板采纳,获得10
33秒前
34秒前
35秒前
akaMZT完成签到,获得积分10
35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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5729284
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5317494
关于积分的说明 15316294
捐赠科研通 4876286
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2619327
邀请新用户注册赠送积分活动 1568862
关于科研通互助平台的介绍 1525381