In this paper, we propose and study a distributed and secure algorithm for computing dominant (or truncated) singular value decompositions (SVD) of large and distributed data matrices. We consider the scenario where each node privately holds a subset of columns and only exchanges ''safe'' information with other nodes in a collaborative effort to calculate a dominant SVD for the whole matrix. In the framework of alternating direction methods of multipliers (ADMM), we propose a novel formulation for building consensus by equalizing subspaces spanned by splitting variables instead of equalizing themselves. This technique greatly relaxes feasibility restrictions and accelerates convergence significantly, while at the same time yielding simple subproblems. We design several algorithmic features, including a low-rank multiplier formula and mechanisms for controlling subproblem solution accuracies, to increase the algorithm's computational efficiency and reduce its communication overhead. More importantly, the possibility appears remote, if possible at all, for a malicious node to uncover the data stored in another node through shared quantities available in our algorithm, which is not the case in existing distributed or parallelized algorithms. We present the convergence analysis results, including a worst-case complexity estimate, and extensive experimental results indicating that the proposed algorithm, while safely guarding data privacy, has a strong potential to deliver a cutting-edge performance, especially when communication costs are high.


翻译:在本文中,我们提出并研究一个分布和安全的算法,用于计算大型和分布式数据矩阵中占主导地位(或缺线)的单值分解。我们考虑了每个节点私人持有一组列,而只与其他节点交换“安全”信息,以协力计算整个矩阵中占主导地位的 SVD 。在乘数交替方向方法(ADMMM)的框架内,我们提出一个新的公式,以通过分裂变量而不是相互均等来平衡分解的子空间,从而建立共识。这一技术大大放松了可行性限制,加快了趋同速度,同时产生了简单的子问题。我们设计了几种算法特征,包括低层次的乘数公式和机制,用于控制子问题解决办法的精度。提高算法的计算效率并减少其通信管理费用。更重要的是,如果可能的话,则似乎遥遥遥遥遥遥无期,通过共享的数量来发现储存在另一个节点中的数据,而目前分布式或平行的计算并不是这种情况,同时产生简单的子问题。我们设计了几种算法的算法特征,而现在的精确性分析则是一种潜在的高层次分析结果,而现在的精确的计算结果,包括了一种最精确的精确的计算结果,而现在的精确的精确的计算结果,在进行中则表明一种最强的计算方法,在进行。

0
下载
关闭预览

相关内容

奇异值分解(Singular Value Decomposition)是线性代数中一种重要的矩阵分解,奇异值分解则是特征分解在任意矩阵上的推广。在信号处理、统计学等领域有重要应用。
迁移学习简明教程,11页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年8月4日
Python分布式计算,171页pdf,Distributed Computing with Python
专知会员服务
107+阅读 · 2020年5月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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
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
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
Energy dissipation of Strang splitting for Allen--Cahn
Arxiv
1+阅读 · 2021年8月10日
Arxiv
9+阅读 · 2021年4月8日
Arxiv
45+阅读 · 2019年12月20日
Arxiv
4+阅读 · 2019年1月14日
VIP会员
相关VIP内容
迁移学习简明教程,11页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年8月4日
Python分布式计算,171页pdf,Distributed Computing with Python
专知会员服务
107+阅读 · 2020年5月3日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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
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
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员