Esquema de aprendizaje federado anti-colusión confiable optimizado por teoría de juegos
Autores: Li, Qiuxian; Zhou, Quanxing; Li, Mingyang; Wang, Zhenlong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Esquema de aprendizaje federado anti-colusión confiable optimizado por teoría de juegos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Aprendizaje federado
Privacidad de datos
Teoría de juegos
Seguridad
Rendimiento
Medidas de privacidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
El aprendizaje federado, un paradigma descentralizado, ofrece el potencial de entrenar modelos en múltiples dispositivos mientras se preserva la privacidad de los datos. Sin embargo, desafíos como actores maliciosos y la fuga de parámetros del modelo han generado preocupaciones. Para abordar estos problemas, presentamos un esquema de aprendizaje federado anti-colusión confiable basado en teoría de juegos, que combina técnicas de teoría de juegos y modelos de confianza racional con cifrado funcional y contratos inteligentes para una seguridad mejorada. Nuestras evaluaciones empíricas, utilizando conjuntos de datos como MNIST, CIFAR-10 y Fashion MNIST, subrayan la influencia de la distribución de datos en el rendimiento, con configuraciones IID destacando sobre las no-IID. El esquema propuesto también demostró escalabilidad en diversos recuentos de clientes, adaptabilidad a diversas tareas y una seguridad reforzada a través de la teoría de juegos. Una observación crítica fue el equilibrio entre medidas de privacidad y rendimiento óptimo del modelo. En general, nuestros hallazgos resaltan la capacidad del esquema para fortalecer la robustez y seguridad del aprendizaje federado.
Descripción
El aprendizaje federado, un paradigma descentralizado, ofrece el potencial de entrenar modelos en múltiples dispositivos mientras se preserva la privacidad de los datos. Sin embargo, desafíos como actores maliciosos y la fuga de parámetros del modelo han generado preocupaciones. Para abordar estos problemas, presentamos un esquema de aprendizaje federado anti-colusión confiable basado en teoría de juegos, que combina técnicas de teoría de juegos y modelos de confianza racional con cifrado funcional y contratos inteligentes para una seguridad mejorada. Nuestras evaluaciones empíricas, utilizando conjuntos de datos como MNIST, CIFAR-10 y Fashion MNIST, subrayan la influencia de la distribución de datos en el rendimiento, con configuraciones IID destacando sobre las no-IID. El esquema propuesto también demostró escalabilidad en diversos recuentos de clientes, adaptabilidad a diversas tareas y una seguridad reforzada a través de la teoría de juegos. Una observación crítica fue el equilibrio entre medidas de privacidad y rendimiento óptimo del modelo. En general, nuestros hallazgos resaltan la capacidad del esquema para fortalecer la robustez y seguridad del aprendizaje federado.