Federated learning (FL) is an emerging privacy-preserving paradigm, where a global model is trained at a central server while keeping client data local. However, FL can still indirectly leak private client information through model updates during training. Differential privacy (DP) can be employed to provide privacy guarantees within FL, typically at the cost of degraded final trained model. In this work, we consider a heterogeneous DP setup where clients are considered private by default, but some might choose to opt out of DP. We propose a new algorithm for federated learning with opt-out DP, referred to as \emph{FeO2}, along with a discussion on its advantages compared to the baselines of private and personalized FL algorithms. We prove that the server-side and client-side procedures in \emph{FeO2} are optimal for a simplified linear problem. We also analyze the incentive for opting out of DP in terms of performance gain. Through numerical experiments, we show that \emph{FeO2} provides up to $9.27\%$ performance gain in the global model compared to the baseline DP FL for the considered datasets. Additionally, we show a gap in the average performance of personalized models between non-private and private clients of up to $3.49\%$, empirically illustrating an incentive for clients to opt out.


翻译:联邦学习(FL)是一个新兴的隐私保护模式,在中央服务器上培训一个全球模式,同时保持客户数据本地化。然而,FL仍然可以通过培训期间的模型更新间接泄漏私人客户信息。不同隐私(DP)可以用来在FL内部提供隐私保障,通常以退化的最后培训模式为代价。在这项工作中,我们考虑一种差异化的DP设置,即客户默认被视为私人,但有些人可能选择选择退出DP。我们提出一种新的算法,用于选择退出DP(称为emph{FeO2})的进化学习。我们提出一个新的算法,同时讨论其与私人和个人化FL算法基线相比的优势。我们证明,在\emph{FeO2}的服务器和客户侧端程序对于简化的线性问题来说是最佳的。我们还分析了在业绩收益方面选择退出DP的动机。通过数字实验,我们显示,与基准DPFL$=私人客户之间的业绩差距高达9.27美元。

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
86+阅读 · 2020年12月2日
Federated Learning: 架构
AINLP
4+阅读 · 2020年9月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18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
41+阅读 · 2019年1月3日
笔记 | Deep active learning for named entity recognition
黑龙江大学自然语言处理实验室
24+阅读 · 2018年5月27日
carla 学习笔记
CreateAMind
9+阅读 · 2018年2月7日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Privacy-Preserving News Recommendation Model Learning
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Federated Learning: 架构
AINLP
4+阅读 · 2020年9月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18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
41+阅读 · 2019年1月3日
笔记 | Deep active learning for named entity recognition
黑龙江大学自然语言处理实验室
24+阅读 · 2018年5月27日
carla 学习笔记
CreateAMind
9+阅读 · 2018年2月7日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员