The federated learning (FL) technique was initially developed to mitigate data privacy issues that can arise in the traditional machine learning paradigm. While FL ensures that a user's data always remain with the user, the gradients of the locally trained models must be communicated with the centralized server to build the global model. This results in privacy leakage, where the server can infer private information of the users' data from the shared gradients. To mitigate this flaw, the next-generation FL architectures proposed encryption and anonymization techniques to protect the model updates from the server. However, this approach creates other challenges, such as a malicious user might sabotage the global model by sharing false gradients. Since the gradients are encrypted, the server is unable to identify and eliminate rogue users which would protect the global model. Therefore, to mitigate both attacks, this paper proposes a novel fully homomorphic encryption (FHE) based scheme suitable for FL. We modify the one-to-one single-key Cheon-Kim-Kim-Song (CKKS)-based FHE scheme into a distributed multi-key additive homomorphic encryption scheme that supports model aggregation in FL. We employ a novel aggregation scheme within the encrypted domain, utilizing users' non-poisoning rates, to effectively address data poisoning attacks while ensuring privacy is preserved by the proposed encryption scheme. Rigorous security, privacy, convergence, and experimental analyses have been provided to show that FheFL is novel, secure, and private, and achieves comparable accuracy at reasonable computational cost.


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