Dap-FL: Federated Learning Flourishes by Adaptive Tuning and Secure Aggregation
Notice bibliographique
Résumé
Federated learning (FL), an attractive and promising distributed machine learning paradigm, has sparked extensive interest in exploiting tremendous data stored on ubiquitous mobile devices. However, conventional FL suffers severely from resource heterogeneity, as clients with weak computational and communication capabilities may be unable to complete local training using the same local training hyper-parameters. In this article, we propose Dap-FL, a deep deterministic policy gradient (DDPG)-assisted adaptive FL system, in which local learning rates and local training epochs are adaptively adjusted by all resource-heterogeneous clients through locally deployed DDPG-assisted adaptive hyper-parameter selection schemes. Particularly, the rationality of the proposed hyper-parameter selection scheme is confirmed through rigorous mathematical proof. Besides, due to the thoughtlessness of security consideration of adaptive FL systems in previous studies, we introduce the Paillier cryptosystem to aggregate local models in a secure and privacy-preserving manner. Rigorous analyses show that the proposed Dap-FL system could protect clients’ private local models against chosen-plaintext attacks and chosen-message attacks in a widely used honest-but-curious participants and active adversaries security model. More importantly, through ingenious and extensive experiments, the proposed Dap-FL achieves higher model prediction accuracy than two state-of-the-art RL-assisted FL methods, i.e., 6.03% higher than DDPG-based FL and 7.85% higher than DQN-based FL. In addition, experimental results also show that the proposed Dap-FL achieves higher global model prediction accuracy and faster convergence rates than conventional FL, and the comprehensiveness of the adjusted local training hyper-parameters is validated.
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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 | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| 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 ».