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Enregistrement W4414475895 · doi:10.1016/j.rineng.2025.107380

FL-SMPC++: A robust framework for privacy-preserving federated learning

2025· article· en· W4414475895 sur OpenAlex
Omar Dib, Shiyun Li, Rouwaida Abdallah, El-hacen Diallo

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueResults in Engineering · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiquePrivacy-Preserving Technologies in Data
Établissements canadiensBrock University
Organismes subventionnairesWenzhou-Kean University
Mots-clésScalabilityFederated learningInitializationAdversarial systemResilience (materials science)Consistency (knowledge bases)CryptographyInformation privacyKey (lock)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Federated Learning (FL) offers a promising paradigm for privacy-preserving collaborative training, yet it remains highly vulnerable to adversarial behaviors, client unreliability, and challenges associated with non-independent and identically distributed (non-IID) data. Existing secure aggregation techniques, while preserving confidentiality, fail to guarantee the integrity and trustworthiness of model updates, leaving FL deployments exposed to poisoning and consistency attacks. This work introduces FL-SMPC++, a robust and privacy-preserving FL framework designed to address these challenges. The primary objective is to develop a scalable solution that ensures verifiable, privacy-preserving aggregation while mitigating malicious client behaviors, dropouts, and data heterogeneity. Our approach integrates Secure Multi-Party Computation (SMPC), Pedersen commitments, and zero-knowledge proofs (ZKPs) to cryptographically bind clients' submitted updates to their validation outcomes without revealing private data. We propose a dynamic client selection strategy based on shared validation performance, a dropout-tolerant threshold aggregation protocol, and a warm-up initialization phase to counteract non-IID distributions. Comprehensive experiments on MNIST, CIFAR-10, FEMNIST, and UCI Heart Disease show that FL-SMPC++ consistently outperforms FedAvg, FedProx, and FedNova. For example, under a label-flipping attack with 30% malicious clients on CIFAR-10 (non-IID), FL-SMPC++ achieves 78.9% accuracy compared to 67.4% for FedAvg, representing an absolute gain of 11.5%. Across datasets, the framework limits accuracy degradation to 6–8% under attack, while baselines suffer 13–20% losses. These results demonstrate that FL-SMPC++ achieves strong cryptographic privacy guarantees together with empirically validated resilience and convergence, offering a scalable and practical blueprint for trustworthy FL in adversarial and resource-constrained environments. • A novel FL framework combines SMPC, commitments, and zero-knowledge proofs. • Ensures submitted model updates match validated ones without revealing them. • Uses dynamic validation for secure and fair client selection. • Tolerates client dropouts using a threshold-based aggregation mechanism. • Outperforms baseline FL methods under adversarial and non-IID conditions.

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.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,124
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMétarecherche, Méta-épidémiologie (sens strict), Science ouverte
Catégories consensuellesScience ouverte
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,293
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,124
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,002
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0160,037
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,270
Écart entre enseignants0,248 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle