Efficient Federated Learning With Enhanced Privacy via Lottery Ticket Pruning in Edge Computing

计算机科学 门票 修剪 边缘计算 GSM演进的增强数据速率 计算机安全 信息隐私 隐私保护 计算机网络 理论计算机科学 人工智能 农学 生物
作者
Yifan Shi,Kang Wei,Li Shen,Jun Li,Xueqian Wang,Bo Yuan,Song Guo
出处
期刊:IEEE Transactions on Mobile Computing [IEEE Computer Society]
卷期号:23 (10): 9946-9958 被引量:3
标识
DOI:10.1109/tmc.2024.3370967
摘要

Federated learning (FL) can train collaboratively with several mobile terminals (MTs), which faces critical challenges in communication, resource, and privacy. Existing privacy-preserving methods usually adopt instance-level differential privacy (DP), which provides a rigorous privacy guarantee but with several bottlenecks: performance degradation, transmission overhead, and resource constraints. Therefore, we propose Fed-LTP, an efficient and privacy-enhanced FL framework with L ottery T icket H ypothesis (LTH) and zero-concentrated D P (zCDP). It generates a pruned global model on the server side and conducts sparse-to-sparse training from scratch with zCDP on the client side. On the server side, two pruning schemes are proposed: (i) the weight-based pruning (LTH) determines the pruned global model structure; (ii) the iterative pruning further shrinks the size of the pruned model. Meanwhile, the performance of Fed-LTP is boosted via model validation based on the Laplace mechanism. On the client side, we use sparse-to-sparse training to solve the resource-constraints issue and provide tighter privacy analysis to reduce the privacy budget. We evaluate the effectiveness of Fed-LTP on several real-world datasets in both independent and identically distributed (IID) and non-IID settings. The results confirm the superiority of Fed-LTP over state-of-the-art (SOTA) methods in communication, computation, and memory efficiencies while realizing a better utility-privacy trade-off.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
ColdSunWu完成签到,获得积分10
1秒前
tothemoon发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI2S应助ysq采纳,获得10
1秒前
1秒前
Wendy发布了新的文献求助10
1秒前
东方高靖发布了新的文献求助10
2秒前
Yyy发布了新的文献求助10
2秒前
田様应助猫猫虫采纳,获得10
2秒前
小蘑菇应助常乐的大宝剑采纳,获得10
3秒前
研友_VZG7GZ应助流苏采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
冷酷严青发布了新的文献求助10
3秒前
可爱的函函应助罗浚航采纳,获得10
4秒前
钩子89发布了新的文献求助10
4秒前
m方发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
loststarts应助红箭烟雨采纳,获得10
5秒前
正直凌文完成签到,获得积分10
5秒前
天天快乐应助多情的寻真采纳,获得10
5秒前
Flechozo发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
逝者如斯只是看着完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
jiao完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
7秒前
wqlin驳回了Ava应助
8秒前
miaomiaomiao完成签到,获得积分20
8秒前
啊楠完成签到,获得积分10
8秒前
董亚琴发布了新的文献求助10
8秒前
断数循环应助坚定的诗双采纳,获得10
8秒前
8秒前
ljh完成签到,获得积分10
8秒前
失眠的惜天完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
新司机发布了新的文献求助10
9秒前
钩子89完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4009668
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3549638
关于积分的说明 11302957
捐赠科研通 3284181
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810535
邀请新用户注册赠送积分活动 886356
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811355