Batch-Aggregate: Efficient Aggregation for Private Federated Learning in VANETs

计算机科学 架空(工程) 骨料(复合) 车载自组网 新闻聚合器 数据聚合器 瓶颈 方案(数学) 计算 匿名 分布式计算 计算机网络 无线自组网 算法 无线传感器网络 数学 计算机安全 复合材料 材料科学 电信 数学分析 嵌入式系统 无线 操作系统
作者
Xia Feng,Haiyang Liu,Haowei Yang,Qingqing Xie,Liangmin Wang
出处
期刊:IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing [IEEE Computer Society]
卷期号:21 (5): 4939-4952 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tdsc.2024.3364371
摘要

Federated learning (FL) in Vehicular Ad-hoc Networks (VANETs) enables vehicles to collaboratively train machine learning models by aggregating local gradients without revealing the training data. To ensure no gradient is revealed during aggregation, proposals are using a secret sharing-based strategy. A major bottleneck for applying these proposals in VANETs is the overhead of model aggregation across high-mobility vehicles. Particularly, the communication overhead grows exponentially due to the dynamic of VANETs. In the paper, we propose Batch-Aggregate, an efficient aggregation scheme for FL coping with high mobility and unstable connections of VANETs. By encoding the linear encryption into a short group signature, we combine authentication into aggregation protocol. When a registered vehicle trains its local model and sends the masked gradients to the nearby Road-side Unit (RSU), the RSU can independently check the gradients for validity and aggregate the parameters in a batch way. Thus, the computation time of the aggregator will be reduced to $\mathcal {O}(n)$ while the gradients can be aggregated in one communication round per training iteration. Moreover, our scheme provides privacy properties such as anonymity and unlinkability. The simulations show that the computation overhead of Batch-Aggregate grows linearly under the batch-enabled scheme, which reduces up to 50% over the existing schemes.

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
1秒前
平淡砖头发布了新的文献求助10
2秒前
Xie发布了新的文献求助10
2秒前
我要积分发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Muggle应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
无花果应助kacotoDu采纳,获得10
3秒前
Alex完成签到,获得积分20
3秒前
4秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
科研通AI6.4应助aliu采纳,获得10
4秒前
4秒前
向日繁花完成签到,获得积分10
6秒前
古德猫宁发布了新的文献求助20
6秒前
姜姜完成签到 ,获得积分0
6秒前
豆豆完成签到,获得积分10
7秒前
无情尔芙发布了新的文献求助10
7秒前
FG发布了新的文献求助10
8秒前
呆萌星星完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
halo完成签到,获得积分10
9秒前
踏实的兔子完成签到 ,获得积分10
9秒前
上官小怡发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
evergreen发布了新的文献求助10
11秒前
爆米花应助小帅采纳,获得10
11秒前
11秒前
旦超完成签到,获得积分10
11秒前
脑洞疼应助123采纳,获得10
12秒前
沐禾完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
鑫博发布了新的文献求助10
14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
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Rheumatoid arthritis drugs market analysis North America, Europe, Asia, Rest of world (ROW)-US, UK, Germany, France, China-size and Forecast 2024-2028 500
17α-Methyltestosterone Immersion Induces Sex Reversal in Female Mandarin Fish (Siniperca Chuatsi) 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 6365664
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8179700
关于积分的说明 17242149
捐赠科研通 5420645
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2868070
邀请新用户注册赠送积分活动 1845280
关于科研通互助平台的介绍 1692672