信息网络安全 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (1): 63-77.doi: 10.3969/j.issn.1671-1122.2025.01.006
收稿日期:
2024-09-28
出版日期:
2025-01-10
发布日期:
2025-02-14
通讯作者:
仝雨蒙
E-mail:tongym02@163.com
作者简介:
徐茹枝(1966—),女,江西,教授,博士,主要研究方向为AI安全、智能电网|仝雨蒙(2002—),女,河北,硕士研究生,主要研究方向为联邦学习|戴理朋(1999—),男,安徽,硕士研究生,主要研究方向为联邦学习、差分隐私
基金资助:
XU Ruzhi, TONG Yumeng(), DAI Lipeng
Received:
2024-09-28
Online:
2025-01-10
Published:
2025-02-14
Contact:
TONG Yumeng
E-mail:tongym02@163.com
摘要:
在联邦学习中,由于需要大量的参数交换,可能会引发来自不可信参与设备的安全威胁。为了保护训练数据和模型参数,必须采用有效的隐私保护措施。鉴于异构数据的不均衡特性,文章提出一种自适应性差分隐私方法来保护基于异构数据的联邦学习的安全性。首先为不同的客户端设置不同的初始隐私预算,对局部模型的梯度参数添加高斯噪声;其次在训练过程中根据每一轮迭代的损失函数值,动态调整各个客户端的隐私预算,加快收敛速度;接着设定一个可信的中央节点,对不同客户端的局部模型的每一层参数进行随机交换,然后将混淆过后的局部模型参数上传到中央服务器进行聚合;最后中央服务器聚合可信中央节点上传的混淆参数,根据预先设定的全局隐私预算阈值,对全局模型添加合适的噪声,进行隐私修正,实现服务器层面的隐私保护。实验结果表明,在相同的异构数据条件下,相对于普通的差分隐私方法,该方法具有更快的收敛速度以及更好的模型性能。
中图分类号:
徐茹枝, 仝雨蒙, 戴理朋. 基于异构数据的联邦学习自适应差分隐私方法研究[J]. 信息网络安全, 2025, 25(1): 63-77.
XU Ruzhi, TONG Yumeng, DAI Lipeng. Research on Federated Learning Adaptive Differential Privacy Method Based on Heterogeneous Data[J]. Netinfo Security, 2025, 25(1): 63-77.
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