Federated Learning (FL) has recently emerged as a popular solution to distributedly train a model on user devices improving user privacy and system scalability. Major Internet companies have deployed FL in their applications for specific use cases (e.g., keyboard prediction or acoustic keyword trigger), and the research community has devoted significant attention to improving different aspects of FL (e.g., accuracy, privacy). However, there is still a lack of a practical system to easily enable FL training in the context of mobile environments. In this work, we bridge this gap and propose FLaaS, an end-to-end system (i.e., client-side framework and libraries, and central server) to enable intra- and inter-app training on mobile devices, in a secure and easy to deploy fashion. Our design solves major technical challenges such as on-device training, secure and private single and joint-app model training while being offered in an "as a service" model. We implement FLaaS for Android devices and experimentally evaluate its performance in-lab and in-wild, on more than 140 users for over a month. Our results show the feasibility and benefits of the design in a realistic mobile context and provide several insights to the FL community on the practicality and usage of FL in the wild.


翻译:最近,联邦学习组织(FL)已成为对用户设备进行改善用户隐私和系统可扩缩性的模式进行分布式培训的流行解决方案,主要互联网公司在其应用中为具体使用案例(例如键盘预测或声控关键词触发)部署了FL,研究界对改进FL的不同方面(例如准确性、隐私)给予了极大关注;然而,目前仍缺乏一个实用系统,以方便在移动环境中进行FL培训。在这项工作中,我们填补了这一空白,并提议FLaaaS,即一个端对端系统(即客户框架和图书馆以及中央服务器),以便能够以安全和容易的方式在移动设备上进行应用内部和应用程序间培训。我们的设计解决了FL的各种重大技术挑战,例如在线培训、安全和私人的单项和联合应用模式培训,同时提供“服务”模式。我们实施了FLaaS用于安达装置,并实验性地评价其在实验室和终端的绩效,一个超过140个用户(即客户端框架、图书馆和中央服务器),以便在一个多月的时间里进行移动设计时,为F的切实可行和实时设计提供了我们FL的成果。

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