Learning from data owned by several parties, as in federated learning, raises challenges regarding the privacy guarantees provided to participants and the correctness of the computation in the presence of malicious parties. We tackle these challenges in the context of distributed averaging, an essential building block of federated learning algorithms. Our first contribution is a scalable protocol in which participants exchange correlated Gaussian noise along the edges of a network graph, complemented by independent noise added by each party. We analyze the differential privacy guarantees of our protocol and the impact of the graph topology under colluding malicious parties, showing that we can nearly match the utility of the trusted curator model even when each honest party communicates with only a logarithmic number of other parties chosen at random. This is in contrast with protocols in the local model of privacy (with lower utility) or based on secure aggregation (where all pairs of users need to exchange messages). Our second contribution enables users to prove the correctness of their computations without compromising the efficiency and privacy guarantees of the protocol. Our verification protocol relies on standard cryptographic primitives like commitment schemes and zero knowledge proofs.


翻译:从若干当事方拥有的数据中学习,如联谊学习,在向参与者提供的隐私保障和恶意各方在场的情况下计算正确性方面提出了挑战。我们是在平均分布的背景下应对这些挑战的,这是联合学习算法的一个基本组成部分。我们的第一个贡献是可扩展的协议,参与者在网络图边缘上交换高斯语相关噪音,由各方添加的独立噪音加以补充。我们分析了协议的不同隐私保障,以及在恶意各方串通下图形表层学的影响,表明即使每个诚实的政党仅与随机选择的其他政党的对数进行对数通信,我们也几乎可以匹配可信赖的馆长模型的效用。这与当地隐私模式中的协议(使用率较低)或基于安全汇总(所有用户都需要交换信息)的协议不同。我们的第二个贡献使用户能够证明其计算正确性,而不损害协议的效率和隐私保障。我们的核查协议依赖于标准的加密原始程序,如承诺计划和零知识证明。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月14日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员