A Fine-Grained Differentially Private Federated Learning Against Leakage From Gradients
Notice bibliographique
Résumé
Federated learning (FL) enables data owners to train a global model with shared gradients while keeping private training data locally. However, recent research demonstrated that the adversary may infer private training data of clients from the exchanged local gradients, e.g., having deep leakage from gradients (DLGs). Many existing privacy-preserving approaches take usage of differential privacy (DP) to guarantee privacy. Nevertheless, the widely used privacy budget of DP (e.g., evenly distribution) leads to a sharp decline of model accuracy. To improve the model accuracy, some schemes only consider allocating the privacy budget to the fully connected layers. However, we reveal that the adversary may still reconstruct the private training data by adopting the DLG attack with the gradients of convolutional layers. In this article, we propose a fine-grained DP federated learning (DPFL) scheme, which guarantees privacy and remains high model performance simultaneously. Specifically, inspired by the methods that measure the importance of layers in deep learning, we propose a fine-grained method to allocate noise according to the importance value of layers in order to remain high model performance. Besides, we combine an active client selection strategy with DPFL and perform fine-tuning with a public data set on the server to further ensure the model performance. We evaluate DPFL under both independent and identically distributed (i.i.d) and non-i.i.d data settings to show that our method can achieve similar accuracy as the plain FL (e.g., FedAvg). We also demonstrate that our DPFL can resist the DLG attack to verify its privacy guarantee.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».