Proof of work (PoW), as the representative consensus protocol for blockchain, consumes enormous amounts of computation and energy to determine bookkeeping rights among miners but does not achieve any practical purposes. To address the drawback of PoW, we propose a novel energy-recycling consensus mechanism named platform-free proof of federated learning (PF-PoFL), which leverages the computing power originally wasted in solving hard but meaningless PoW puzzles to conduct practical federated learning (FL) tasks. Nevertheless, potential security threats and efficiency concerns may occur due to the untrusted environment and miners' self-interested features. In this paper, by devising a novel block structure, new transaction types, and credit-based incentives, PF-PoFL allows efficient artificial intelligence (AI) task outsourcing, federated mining, model evaluation, and reward distribution in a fully decentralized manner, while resisting spoofing and Sybil attacks. Besides, PF-PoFL equips with a user-level differential privacy mechanism for miners to prevent implicit privacy leakage in training FL models. Furthermore, by considering dynamic miner characteristics (e.g., training samples, non-IID degree, and network delay) under diverse FL tasks, a federation formation game-based mechanism is presented to distributively form the optimized disjoint miner partition structure with Nash-stable convergence. Extensive simulations validate the efficiency and effectiveness of PF-PoFL.


翻译:工作证明(PoW)作为具有代表性的封锁共识协议,消耗了大量计算和精力来确定矿工的簿记权,但没有达到任何实际目的。为解决PoW的缺点,我们提议一个新的能源回收共识机制,名为FP-PoFL, 名为“联合会学习的无平台证明”(PF-PoFL),它利用原本在解决硬的、毫无意义的PoW拼图中浪费的计算能力,开展实际的联结学习任务;然而,由于环境不受信任,矿工自身感兴趣的特点,潜在的安全威胁和效率问题可能发生。在本文件中,通过设计新的块结构、新的交易类型和基于信用的奖励,PFF-PoFL允许以完全分散的方式高效的人工智能任务外包、联合采矿、模型评估和奖励分配。此外,PFF-PFF-PL为矿工提供了一个用户级的差别隐私机制,以防止FLM模型的隐含渗漏。此外,考虑动态矿工特性(例如,培训样本、不多样化的FL-BS-B-BS-S-Bleval Stal Stal Stall Stall Stal Stall AS-FAirleval AS-FAxxxleval-FAxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
17+阅读 · 2020年9月6日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11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
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 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12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 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9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
【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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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 · 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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
相关资讯
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 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12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 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9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
【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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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 · 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 · 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