强的离谱!机器学习大杀器:联邦学习火了!

2022 年 8 月 22 日 专知

2016年是人工智能(Artificia Intelligence,AI)成熟的一年。随着AlphaGo击败人类顶级围棋手,我们真正见证了人工智能的巨大潜力,并开始期待更复杂、更尖端的人工智能技术可以应用在更多的领域,包括无人驾驶、生物医疗、金融等。


如今,人工智能技术在各行各业都显示出了优势。人们自然希望像AlphaGo这样的由大数据驱动的人工智能技术能够很快在生活中应用起来。然而,现实有些令人失望:除了少数行业,大多数领域只拥有有限的数据或质量较差的数据,这使AI技术的落地比我们想象的更困难。是否通过跨组织传输数据,将数据融合在一个公共站点中呢?


事实上,在许多情况下,打破数据源(数据拥有者)之间的障碍是非常困难的,甚至是不可能的。一般来说,任何AI项目所需的数据都包含多种类型。例如,在人工智能技术驱动的产品推荐服务中,产品销售者拥有产品信息、用户购买数据,但没有描述用户购买能力和支付习惯的数据。在大多数行业中,数据以孤岛的形式存在。


近年来,随着隐私保护及数据安全法律法规的逐渐完善,数据孤岛问题变的日益严峻。为解决联合建模的需求和数据隐私保护之间的矛盾,联邦学习(Federated Learning)作为其中一种技术上的解决方案备受学术界和工业界人士的关注。本文将全面的介绍联邦学习相关知识以及在金融行业的项目实战。 


课程亮点



  • 全面的技术知识讲解
    课程内容涵盖横向联邦学习、纵向联邦学习、联邦迁移学习三大模型架构,包含联邦学习在视觉、医疗、金融、隐私计算、政务服务等应用案例的讲解。

  • 项目实践,学以致用
    学员使用联邦学习框架与算法,实践金融领域隐私计算与风险检测的任务。

  • 专业团队严格打磨的课程内容,前沿且深入
    行业内多年一线从业经验科学家或科研学者、工程师讲授,并配有背景优秀经验丰富的助教,致力于带来最优质的学习体验。课程内容经过前期数百小时的打磨设计,保证内容和项目节点设置合理,真正做到学有所得。

  • 就业导向,目标明确
    顺利完课后,优秀学员可获得京东、百度等互联网大厂联邦学习工程师岗位的合作内推面试机会。

你将收获


全面掌握联邦学习领域的知识,灵活应用在自己工作中
能够了解联邦学习框架的实现方式,并熟练掌握其关键技术与方法
深入理解前沿的联邦学习技术,拓宽工作和研究的技术视野
短期内对一个领域有全面且系统的认识,大大节省学习时间
认识一群拥有同样兴趣的人、相互交流、相互学习

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内容大纲

Week1
主题:初识联邦学习与隐私计算
讲解联邦学习定义、联邦学习分类、联邦学习的研究进展、联邦学习开源平台、联邦学习中使用的隐私保护技术、隐私计算基础知识等内容。

课程提纲:
  • 联邦学习系统架构
  • 联邦学习分类
  • 联邦学习常用开源平台
  • 联邦学习中的隐私保护技术
  • 隐私计算定义与分类
  • 同态加密
  • 差分隐私
  • 安全多方计算

Week2
主题:分布式机器学习
讲解分布式机器学习的定义、分布式机器学习算法、分布式机器学习到联邦学习的演进等内容。

课程提纲:
  • 分布式机器学习定义
  • 分布式机器学习平台
  • 大规模机器学习
  • 隐私保护机器学习方案
  • 分布式机器学习算法

Week3
主题:横向联邦学习
讲解横向联邦学习的定义、横向联邦学习架构、横向联邦学习算法、横向联邦学习的优化等内容

课程提纲:
  • 横向联邦学习定义
  • 横向联邦学习架构
  • 联邦平均算法
  • 横向联邦学习算法

Week4
主题:使用隐私计算构建金融领域风控模型
讲解使用隐私计算构建金融领域风控模型的流程、分析等内容

课程提纲:
  • 横向联邦学习构建流程
  • 横向联邦学习结果分析


Week5
主题:纵向联邦学习
讲解纵向联邦学习的定义、纵向联邦学习架构、纵向联邦学习算法、纵向联邦学习的优化等内容。

课程提纲:
  • 纵向联邦学习定义
  • 纵向联邦学习架构
  • 纵向联邦线性回归
  • 纵向联邦决策树

Week6
主题:联邦迁移学习
讲解联邦迁移学习的定义、联邦迁移学习架构、联邦迁移学习算法、联邦迁移学习的优化等内容。

课程提纲:
  • 联邦迁移学习定义
  • 联邦迁移学习框架
  • 联邦迁移学习训练与预测
  • 联邦迁移学习中的同态加密
  • 联邦迁移学习中的秘密共享

Week7
主题:隐私计算、联邦学习在不同领域的应用及前沿研究
讲解隐私计算和联邦学习在不同领域的应用案例、研究内容、面临问题等内容。例如计算机视觉领域的联邦学习目标检测网络;政务领域的差分隐私数据共享;智能物联网中的联邦学习用户行为预测;医疗领域的联邦学习健康分析、同态加密基因分析;金融领域的联邦学习反欺诈、隐私求教联合风控等。

课程提纲:
  • 联邦学习应用案例(计算机视觉领域的联邦学习目标检测网络,政务领域的差分隐私数据共享,智能物联网中的联邦学习用户行为预测,医疗领域的联邦学习健康分析等)
  • 联邦学习研究及面临问题
  • 隐私计算应用案例
  • 隐私计算研究及面临问题


Week8
主题:使用联邦学习构建金融领域风险监测模型
讲解使用联邦学习构建金融领域风险监测模型的流程、结果分析等内容。

课程提纲:
  • 金融领域风险监测模型构建流程
  • 金融领域风险监测模型结果分析

项目介绍

项目一:金融隐私计算实战

项目内容描述: 讲解联邦学习和隐私计算相关的概念、联邦学习和隐私计算的发展、联邦学习的基础技术(隐私保护技术和分布式学习技术)、横向联邦学习定义、横向联邦学习架构及算法详解,最终使用隐私计算构建金融领域风控模型。

项目使用的算法:
横向联邦学习

项目使用的工具:
FATE/examples/data,开源数据集

项目预期结果:
熟悉联邦学习和隐私计算相关知识和基本概念,熟悉横向联邦学习定义及架构,学会横向联邦学习算法并基于隐私计算实现金融领域风险监测。

项目对应第几周的课程: 1~4周

项目二:基于联邦学习的金融领域风险监测实战

项目内容描述: 讲解纵向联邦学习定义、纵向联邦学习架构及算法详解,讲解联邦迁移学习定义、联邦迁移学习架构及算法详解,讲解联邦学习在业界的应用现状和典型案例,最终使用开源框架FATE实现一个金融领域风险监测模型的构建。

项目使用的算法:
联邦学习

项目使用的工具:
Python、开源框架FATE

项目预期结果:
熟悉纵向联邦学习、联邦迁移学习定义及架构,学会纵向联邦学习、联邦迁移学习算法,并基于开源框架FATE实现一个金融领域风险监测模型。

项目对应第几周的课程: 5-8周

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适合人群


大学生
  • 编程及深度学习基础良好,未来想进入AI行业发展
  • 对联邦学习有浓厚兴趣,希望进行实践

在职人士
  • 工作中需要应用机器学习,深度学习等技术
  • 想进入AI算法行业成为AI算法工程师
  • 想通过掌握AI高阶知识,拓宽未来职业路径


导师团队



 
完颜老师
联邦学习主讲老师

北京航空航天大学信号与信息处理博士
某金融央企研究院副高级工程师
在SCI Q1、EI、核心等不同级别的国内外著名期刊发表论文十余篇,受理及授权发明专利5项,软件著作权3项
参与国家863计划、公安部应用创新计划等科研课题,主持绿色发展大数据决策北京市重点实验室、北航金华北斗应用研究院、清华联合研究院等多项科研课题

Jerry Yuan
课程研发顾问
美国微软(总部)推荐系统部负责人

美国亚马逊(总部)资深工程师
美国新泽西理工大学博士
14年人工智能, 数字图像处理和推荐系统领域研究和项目经验
先后在AI相关国际会议上发表20篇以上论文
 
李文哲
贪心科技CEO
美国南加州大学博士

曾任独角兽金科集团首席数据科学家、美国亚马逊和高盛的高级工程师
金融行业开创知识图谱做大数据反欺诈的第一人
先后在AAAI、KDD、AISTATS、CHI等国际会议上发表过15篇以上论文

授课方式


基础知识讲解
前沿论文解读
该知识内容的实际应用
该知识的项目实战
该方向的知识延申及未来趋势讲解

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联邦学习(Federated Learning)是一种新兴的人工智能基础技术,在 2016 年由谷歌最先提出,原本用于解决安卓手机终端用户在本地更新模型的问题,其设计目标是在保障大数据交换时的信息安全、保护终端数据和个人数据隐私、保证合法合规的前提下,在多参与方或多计算结点之间开展高效率的机器学习。其中,联邦学习可使用的机器学习算法不局限于神经网络,还包括随机森林等重要算法。联邦学习有望成为下一代人工智能协同算法和协作网络的基础。
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