This paper studies decentralized federated learning algorithms in wireless IoT networks. The traditional parameter server architecture for federated learning faces some problems such as low fault tolerance, large communication overhead and inaccessibility of private data. To solve these problems, we propose a Decentralized-Wireless-Federated-Learning algorithm called DWFL. The algorithm works in a system where the workers are organized in a peer-to-peer and server-less manner, and the workers exchange their privacy preserving data with the analog transmission scheme over wireless channels in parallel. With rigorous analysis, we show that DWFL satisfies $(\epsilon,\delta)$-differential privacy and the privacy budget per worker scales as $\mathcal{O}(\frac{1}{\sqrt{N}})$, in contrast with the constant budget in the orthogonal transmission approach. Furthermore, DWFL converges at the same rate of $\mathcal{O}(\sqrt{\frac{1}{TN}})$ as the best known centralized algorithm with a central parameter server. Extensive experiments demonstrate that our algorithm DWFL also performs well in real settings.


翻译:本文研究无线 IoT 网络中分散化的联邦学习算法。 用于联合学习的传统参数服务器结构面临一些问题, 如低过错容忍度、 大型通信管理费和私人数据无法获取等。 为了解决这些问题, 我们提议了一个名为 DWFL 的分散化- 无线联- 学习算法。 该算法在工人以同侪和无服务器方式组织起来的系统中起作用, 工人在无线频道上同时用类似传输系统交换保护隐私的数据。 经过严格分析, 我们显示 DWFL 满足$( epsilon,\delta) $( $- delta) 差异性隐私和每个工人规模的隐私预算 $\\ mathcal{O} (\\ frac{ 1\\\ sqrt{N} $ 。 与圆形传输方法的不变预算相对照。 此外, DWFOL 以 $\ mathcal{O} (\ sqrtrt} (\\\\\\\\\\\\\\ nTN\\\\\\\\ lax $) lax lax server serview lax lax lax lax 和 在真实的设置中进行相同的中央参数服务器进行统一。

0
下载
关闭预览

相关内容

联邦学习(Federated Learning)是一种新兴的人工智能基础技术,在 2016 年由谷歌最先提出,原本用于解决安卓手机终端用户在本地更新模型的问题,其设计目标是在保障大数据交换时的信息安全、保护终端数据和个人数据隐私、保证合法合规的前提下,在多参与方或多计算结点之间开展高效率的机器学习。其中,联邦学习可使用的机器学习算法不局限于神经网络,还包括随机森林等重要算法。联邦学习有望成为下一代人工智能协同算法和协作网络的基础。
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
专知会员服务
59+阅读 · 2020年3月19日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10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
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
Call for Nominations: 2022 Multimedia Prize Paper Award
CCF多媒体专委会
0+阅读 · 2022年2月12日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
Arxiv'21 | Graph Federated Learning
图与推荐
0+阅读 · 2021年11月17日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014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 · 2011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4月19日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
Call for Nominations: 2022 Multimedia Prize Paper Award
CCF多媒体专委会
0+阅读 · 2022年2月12日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
Arxiv'21 | Graph Federated Learning
图与推荐
0+阅读 · 2021年11月17日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014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 · 2011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