计算机研究与发展2022,Vol.59Issue(11) :2377-2394.DOI:10.7544/issn1000-1239.20220528

FPCBC:基于众包聚合的联邦学习隐私保护分类系统

FPCBC:Federated Learning Privacy Preserving Classification System Based on Crowdsourcing Aggregation

金歌 魏晓超 魏森茂 王皓
计算机研究与发展2022,Vol.59Issue(11) :2377-2394.DOI:10.7544/issn1000-1239.20220528

FPCBC:基于众包聚合的联邦学习隐私保护分类系统

FPCBC:Federated Learning Privacy Preserving Classification System Based on Crowdsourcing Aggregation

金歌 1魏晓超 1魏森茂 1王皓1
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作者信息

  • 1. 山东师范大学信息科学与工程学院 济南 250358
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摘要

随着企业、政府以及私人等数据资产的不断增加,机器学习领域对于图像等分类应用需求也随之不断增涨.为了应对各种实际的需求,机器学习即服务(machine learning as a service,MLAAS)的云服务部署思想逐渐成为主流.然而,基于云服务实现的应用往往会带来严重的数据隐私安全问题.FPCBC(federated learning privacy-preserving classification system based on crowdsourcing aggregation)是 一种基于众包聚合的联邦学习隐私保护分类系统.它将分类任务众包给多个边缘参与方并借助云计算来完成,不再使用联合训练理想模型的方式来得到可信度高的分类结果,而是让参与方先根据本地有限数据训练出的模型进行推理,然后再使用成熟的算法对推理结果聚合得到较高准确率的分类.重要的是,保证了数据查询方不会泄露任何隐私数据,很好地解决了传统MLAAS的隐私安全问题.在系统实现中,使用同态加密来对需要进行机器学习推理的图像数据加密;改善了一种众包的联邦学习分类算法,并通过引入双服务器机制来实现整个系统的隐私保护计算.通过实验和性能分析表明了该系统的可行性,且隐私保护的安全程度得到了显著提升,更适用于实际生活中对隐私安全需求较高的应用场景.

关键词

联邦学习/众包/同态加密/隐私保护机器学习/分类

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基金项目

中国博士后科学基金(2018M632712)

国家自然科学基金青年基金(61802235)

国家自然科学基金面上项目(62071280)

出版年

2022
计算机研究与发展
中国科学院计算技术研究所 中国计算机学会

计算机研究与发展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.649
ISSN:1000-1239
被引量1
参考文献量1
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