FedShare: Secure Aggregation based on Additive Secret Sharing in Federated Learning
Notice bibliographique
Résumé
Federated learning is a machine learning technique where multiple clients with local data collaborate in training a machine learning model. In FedAvg, the main federated learning algorithm, clients train machine learning models locally and share the trained model with the server. While the sensitive data will never be sent to the server, a malicious server can construct the original training data by having access to the clients’ models in each training round. Secure aggregation techniques such as cryptography, trusted execution environment, or differential privacy are used to solve this problem. However, these techniques incur computation and communication overhead or affect the model’s accuracy. In this paper, we consider a secure multi-party computation setup where clients use additive secret sharing to send their models to multiple servers. Our solution provides secure aggregation as long as there are at least two non-colluding servers. Moreover, we provide mathematical proof to show that the securely aggregated model at the end of each training round is exactly equal to the one provided by FedAvg without affecting accuracy and with efficient communication and computation. In comparison with SCOTCH, the state-of-the-art secure aggregation solution, experimental results show that our approach is 557% faster compared to SCOTCH and at the same time it reduces the communication cost of clients by 25%. Additionally, the accuracy of the trained model is exactly as FedAvg under balanced, unbalanced, IID, and Non-IID data distributions while it is only 8% slower.
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 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,005 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».