Federated learning has recently gained significant attention and popularity due to its effectiveness in training machine learning models on distributed data privately. However, as in the single-node supervised learning setup, models trained in federated learning suffer from vulnerability to imperceptible input transformations known as adversarial attacks, questioning their deployment in security-related applications. In this work, we study the interplay between federated training, personalization, and certified robustness. In particular, we deploy randomized smoothing, a widely-used and scalable certification method, to certify deep networks trained on a federated setup against input perturbations and transformations. We find that the simple federated averaging technique is effective in building not only more accurate, but also more certifiably-robust models, compared to training solely on local data. We further analyze personalization, a popular technique in federated training that increases the model's bias towards local data, on robustness. We show several advantages of personalization over both~(that is, only training on local data and federated training) in building more robust models with faster training. Finally, we explore the robustness of mixtures of global and local~(i.e. personalized) models, and find that the robustness of local models degrades as they diverge from the global model


翻译:最近,联邦学习因其在对私营分布数据进行机器学习模型培训方面的效力而获得极大关注和受欢迎。然而,正如在单一节监督的学习设置中一样,联邦学习培训模型容易受到被称为对抗性攻击的难以察觉的投入转换,对在安全相关应用程序中的部署提出质疑。在这项工作中,我们进一步研究了联邦培训、个性化和经认证的稳健度之间的相互作用。我们特别采用了随机化的平滑方法,即广泛使用和可扩展的认证方法,以认证经过训练的关于联合设置的深层网络,防止输入扰动和变异。我们发现,简单的联邦平均学习模式不仅能够有效地建立更准确、而且更具有可验证性、更强的模型,而且比仅仅进行有关当地数据的培训。我们进一步分析个人化,即一种普及培训的流行技术,使模型更加偏向当地数据倾斜,关于稳健的。我们发现,个人化的深层次化网络在建立更稳健的模型方面有一些优势。我们探索的是,从个人化的当地模式中找到稳健的全球模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
最新《联邦学习Federated Learning》报告,Federated Learning
专知会员服务
88+阅读 · 2020年12月2日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9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 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+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
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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 · 2015年12月31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 · 2013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
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
VIP会员
相关资讯
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 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+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
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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 · 2015年12月31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 · 2013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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员