As special information carriers containing both structure and feature information, graphs are widely used in graph mining, e.g., Graph Neural Networks (GNNs). However, in some practical scenarios, graph data are stored separately in multiple distributed parties, which may not be directly shared due to conflicts of interest. Hence, federated graph neural networks are proposed to address such data silo problems while preserving the privacy of each party (or client). Nevertheless, different graph data distributions among various parties, which is known as the statistical heterogeneity, may degrade the performance of naive federated learning algorithms like FedAvg. In this paper, we propose FedEgo, a federated graph learning framework based on ego-graphs to tackle the challenges above, where each client will train their local models while also contributing to the training of a global model. FedEgo applies GraphSAGE over ego-graphs to make full use of the structure information and utilizes Mixup for privacy concerns. To deal with the statistical heterogeneity, we integrate personalization into learning and propose an adaptive mixing coefficient strategy that enables clients to achieve their optimal personalization. Extensive experimental results and in-depth analysis demonstrate the effectiveness of FedEgo.


翻译:作为包含结构和特征信息的特殊信息载体,图表在图形采矿中广泛使用,例如,图形神经网络(GNNS),但是,在某些实际假设中,图表数据在多个分布方中单独储存,由于利益冲突可能无法直接共享,因此,建议联合的图形神经网络在维护各方(或客户)隐私的同时,处理这类数据筒状问题,然而,不同当事方之间不同的图表数据分布(称为统计异质性)可能会降低诸如FedAvg等天真的联合学习算法的性能。在本文件中,我们提议FedEgo是一个基于自我图表的混合图表学习框架,以应对上述挑战,每个客户将在此培训其本地模型,同时协助培训全球模型。FDEGo在自我绘图上应用图形,以充分利用结构信息,并利用Mixup解决隐私问题。为了处理统计异质性,我们将个人化纳入学习,并提议一个适应性混合系数战略,使客户能够实现最佳的个人化分析。

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