Federated learning (FL) is an emerging practical framework for effective and scalable machine learning among multiple participants, such as end users, organizations and companies. However, most existing FL or distributed learning frameworks have not well addressed two important issues together: collaborative fairness and adversarial robustness (e.g. free-riders and malicious participants). In conventional FL, all participants receive the global model (equal rewards), which might be unfair to the high-contributing participants. Furthermore, due to the lack of a safeguard mechanism, free-riders or malicious adversaries could game the system to access the global model for free or to sabotage it. In this paper, we propose a novel Robust and Fair Federated Learning (RFFL) framework to achieve collaborative fairness and adversarial robustness simultaneously via a reputation mechanism. RFFL maintains a reputation for each participant by examining their contributions via their uploaded gradients (using vector similarity) and thus identifies non-contributing or malicious participants to be removed. Our approach differentiates itself by not requiring any auxiliary/validation dataset. Extensive experiments on benchmark datasets show that RFFL can achieve high fairness and is very robust to different types of adversaries while achieving competitive predictive accuracy.


翻译:联邦学习(FL)是多个参与者(如最终用户、组织和公司)之间有效和可扩缩的机器学习的新兴实用框架,这些参与者包括最终用户、组织和公司,但是,大多数现有的FL或分布式学习框架没有很好地共同解决两个重要问题:协作的公平性和对抗性强健性(如免费搭车者和恶意参与者)。在传统FL中,所有参与者都得到全球模式(同等报酬),这可能对高出价参与者不公平。此外,由于缺乏保障机制,自由搭车者或恶意对手可以玩弄系统,免费或破坏全球模式。在本文件中,我们提出了一个新的Robust和公平联邦学习(RFFL)框架,以便通过声誉机制同时实现协作的公平性和对抗性强健性。RFFL通过上传梯度(使用病媒相似性)审查每个参与者的贡献,从而确定非出价或恶意参与者将被删除。我们的方法因不要求任何辅助/验证数据集而有所区别。关于基准数据集的广泛实验表明,RFFL可以实现高度的公平性和高度可靠地预测不同类型敌人的准确性。

0
下载
关闭预览

相关内容

最新《联邦学习Federated Learning》报告,Federated Learning
专知会员服务
87+阅读 · 2020年12月2日
【Uber AI新论文】持续元学习,Learning to Continually Learn
专知会员服务
36+阅读 · 2020年2月27日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
50+阅读 · 2019年10月11日
机器学习相关资源(框架、库、软件)大列表
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
人工智能 | SCI期刊专刊信息3条
Call4Papers
5+阅读 · 2019年1月10日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
Federated Deep Learning with Bayesian Privacy
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月27日
Arxiv
7+阅读 · 2021年4月30日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
Arxiv
5+阅读 · 2020年6月16日
Arxiv
3+阅读 · 2020年5月1日
Arxiv
7+阅读 · 2018年6月8日
VIP会员
相关资讯
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
人工智能 | SCI期刊专刊信息3条
Call4Papers
5+阅读 · 2019年1月10日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
相关论文
Federated Deep Learning with Bayesian Privacy
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月27日
Arxiv
7+阅读 · 2021年4月30日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
Arxiv
5+阅读 · 2020年6月16日
Arxiv
3+阅读 · 2020年5月1日
Arxiv
7+阅读 · 2018年6月8日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员