PS-MI: Accurate, Efficient, and Private Data Valuation in Vertical Federated Learning
Notice bibliographique
Résumé
Vertical federated learning (VFL) trains models when multiple databases (a.k.a participants) hold different features of the same set of samples. By quantifying each participant's contribution to model training, data valuation can prevent hitch-riders and reward the instrumental parties. However, vertical federated data valuation (VFDV) is challenging because it needs to be accurate and efficient while protecting participant data privacy. In this paper, we propose a method meeting all three requirements by using projection and sampling for mutual information estimation (thus dubbed PS-MI). In particular, we first show that the utility of a participant set (a.k.a a coalition ) can be expressed as the mutual information (MI) between their features and the target labels. MI is favorable because it does not depend on the model to train (i.e., model-agnostic ) and can be estimated via k -nearest neighbor (KNN). To run KNN, instead of using costly homomorphic encryption to protect data privacy, we apply simple random projection to participant features before distance computation. We prove that random projection ensures differential privacy and preserves unbiased distance estimates. Since the contribution of a participant involves many coalitions, we adopt stratified sampling to reduce the number of coalitions while controlling estimation variance. To further improve efficiency, we incorporate optimizations including using locality sensitive hashing (LSH) to prune kNN candidates, batching kNN candidate checking for multiple coalitions, and adaptive early termination for utility evaluation. We compare PS-MI with 5 state-of-the-art VFDV methods. The results show that PS-MI yields higher accuracy and shorter running time than the baselines, and the maximum speedup can be 592×.
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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 | 0,009 | 0,023 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,007 |
| Science ouverte | 0,005 | 0,008 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| 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 ».