已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Communication-Efficient and Privacy-Preserving Aggregation in Federated Learning With Adaptability

适应性 差别隐私 计算机科学 数据聚合器 信息隐私 架空(工程) 人为噪声 计算机网络 量化(信号处理) 冗余(工程) 编码(社会科学) 分布式计算 计算机安全 数据挖掘 算法 频道(广播) 生态学 生物 统计 发射机 无线传感器网络 数学 操作系统
作者
Xuehua Sun,Zengsen Yuan,Xianguang Kong,Liang Xue,Lang He,Lin Ying
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:11 (15): 26430-26443 被引量:2
标识
DOI:10.1109/jiot.2024.3396217
摘要

Federated Learning (FL) aims to protect data privacy while aggregating models. Existing works rarely focus simultaneously on the three issues of communication efficiency, privacy, and utility, which are the three main challenges facing FL. Specifically, sensitive information about the training data can still be inferred from the model parameters shared in FL. In recent years, Differential Privacy (DP) has been applied in FL to protect data privacy. The challenge of implementing DP in FL lies in the detrimental impact of differential privacy noise on model accuracy. The DP noise affects the convergence of the model, leading to additional communication overhead. Moreover, considering the inherently high communication costs of FL, FL process can be inefficient or even infeasible. In view of these, we propose a novel Differentially Private Federated Learning (DPFL) scheme named Adap-FedITK, which aims to achieve low communication overhead and high model accuracy while guaranteeing client-level DP. Specifically, we dynamically adjust the gradient clipping threshold for different clients in each round, based on the heterogeneity of gradients. This approach aims to mitigate the negative impact of DP and achieve a privacy-utility trade-off. To alleviate the high communication overhead problem in FL, we introduce an improved Top-k algorithm, which utilizes sparsity and quantization to compress the model eliminates communication redundancy, and it also integrates coding techniques to further reduce communication. Extensive experimental results demonstrate that our method achieves the privacy-utility trade-off and improves communication efficiency while ensuring client-level DPFL.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
tyd完成签到,获得积分10
3秒前
13秒前
寒冷苗条应助千寻采纳,获得10
14秒前
大方易巧完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
23秒前
壮观烧鹅完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
小蜜蜂发布了新的文献求助10
26秒前
帅气绮露发布了新的文献求助10
28秒前
逆熵关注了科研通微信公众号
31秒前
peterwei272完成签到 ,获得积分10
32秒前
今后应助丁丁采纳,获得10
33秒前
34秒前
冷傲的傲霜应助旱田蜗牛采纳,获得10
35秒前
38秒前
123发布了新的文献求助10
38秒前
轰车车发布了新的文献求助10
41秒前
Weiyu完成签到 ,获得积分10
42秒前
Setlla完成签到 ,获得积分10
45秒前
46秒前
思源应助Mok采纳,获得10
47秒前
小蜜蜂完成签到,获得积分10
47秒前
善学以致用应助123采纳,获得10
50秒前
BetterH完成签到 ,获得积分10
54秒前
雷九万班完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Lucas应助雨淋沐风采纳,获得10
1分钟前
研友_ZGRvon完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
在水一方应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Mok发布了新的文献求助10
1分钟前
赘婿应助圆月儿采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
丁丁发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
Evolution 3rd edition 1500
Lire en communiste 1000
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
2-Acetyl-1-pyrroline: an important aroma component of cooked rice 500
Ribozymes and aptamers in the RNA world, and in synthetic biology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3179811
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2830288
关于积分的说明 7976223
捐赠科研通 2491759
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1328911
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 635580
版权声明 602927