Privacy-Enhanced Federated Learning: A Restrictively Self-Sampled and Data-Perturbed Local Differential Privacy Method
Notice bibliographique
Résumé
As a popular distributed learning framework, federated learning (FL) enables clients to conduct cooperative training without sharing data, thus having higher security and enjoying benefits in processing large-scale, high-dimensional data. However, by sharing parameters in the federated learning process, the attacker can still obtain private information from the sensitive data of participants by reverse parsing. Local differential privacy (LDP) has recently worked well in preserving privacy for federated learning. However, it faces the inherent problem of balancing privacy, model performance, and algorithm efficiency. In this paper, we propose a novel privacy-enhanced federated learning framework (Optimal LDP-FL) which achieves local differential privacy protection by the client self-sampling and data perturbation mechanisms. We theoretically analyze the relationship between the model accuracy and client self-sampling probability. Restrictive client self-sampling technology is proposed which eliminates the randomness of the self-sampling probability settings in existing studies and improves the utilization of the federated system. A novel, efficiency-optimized LDP data perturbation mechanism (Adaptive-Harmony) is also proposed, which allows an adaptive parameter range to reduce variance and improve model accuracy. Comprehensive experiments on the MNIST and Fashion MNIST datasets show that the proposed method can significantly reduce computational and communication costs with the same level of privacy and model utility.
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 | 0,005 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».