An Efficient and Multi-Private Key Secure Aggregation Scheme for Federated Learning
Notice bibliographique
Résumé
In light of the emergence of privacy breaches in federated learning, secure aggregation protocols, which mainly adopt either homomorphic encryption or threshold secret sharing techniques, have been extensively developed to preserve the privacy of each client's local gradient. Nevertheless, many existing schemes suffer from either poor capability of privacy protection or expensive computational and communication overheads. Accordingly, in this paper, we propose an efficient and multi-private key secure aggregation scheme for federated learning. Specifically, we skillfully design a multi-private key secure aggregation algorithm that achieves homomorphic addition operation, with two important benefits: 1) both the server and each client can freely select public and private keys without introducing a trusted third party, and 2) the plaintext space is relatively large, making it more suitable for deep models. Besides, for dealing with the high dimensional deep model parameter, we introduce a super-increasing sequence to compress multi-dimensional data into one dimension, which greatly reduces encryption and decryption times as well as communication for ciphertext transmission. Detailed security analyses show that our proposed scheme can achieve semantic security of both individual local gradients and the aggregated result while achieving optimal robustness in tolerating client collusion. Extensive simulations demonstrate that the accuracy of our scheme is almost the same as the non-private approach, while the efficiency of our scheme is much better than the state-of-the-art baselines. More importantly, the efficiency advantages of our scheme will become increasingly prominent as the number of model parameters increases.
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 | 0,003 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,006 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,005 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 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 ».