本发明专利技术提出一种车辆端装置，其包括相互独立地封装的联邦学习客户端容器单元和安全接口容器单元。联邦学习客户端容器单元存储有本地模型，并且配置成能够：基于本地数据利用本地模型执行训练任务和推理任务，并且将通过训练任务生成的模型训练结果发送至云端服务器以用于通过聚合生成全局模型参数，以及将通过推理任务生成的预测结果发送至安全接口容器单元，所述本地数据从安全接口容器单元获取；以及接收云端服务器发送的全局模型参数以用于更新本地模型。本发明专利技术还涉及相应的联邦学习系统、车辆、联邦学习方法和计算机可读存储介质。借助于本发明专利技术，能够提高数据的安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆领域，尤其涉及一种车辆端装置、一种联邦学习系统、一种车辆、一种联邦学习方法以及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
1、近年来，随着机器学习技术的发展，车辆的很多功能可借助于机器学习模型来实现。例如，辅助驾驶、自动驾驶、娱乐或交互等车载功能可应用机器学习模型。
2、机器学习模型的应用效果在很大程度上依赖于大量的训练数据。为了获得训练数据，通常需要对用户的个人数据和使用数据等进行采集、存储、传输和/或共享。这将导致用户的隐私数据面临被泄漏的风险。另外，在车辆上大规模地应用机器学习模型还涉及到数据传输负载大、模型更新效率低等问题。
3、因此，现有技术在用于车辆的机器学习系统的数据安全和架构方面仍然存在不足。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种车辆端装置以及相应的联邦学习系统、车辆、联邦学习方法和计算机可读存储介质，以便克服现有技术的上述不足中的至少一者。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种车辆端装置，其包括相互独立地封装的联邦学习客户端容器单元和安全接口容器单元。联邦学习客户端容器单元存储有本地模型。联邦学习客户端容器单元配置成能够：基于本地数据利用本地模型执行训练任务和推理任务，并且将通过训练任务生成的模型训练结果发送至云端服务器以用于通过聚合生成全局模型参数，以及将通过推理任务生成的预测结果发送至安全接口容器单元，所述本地数据从安全接口容器单元获取；以及接收云端服务器发送的全局模型参数以用于更新本地模型。
3、车辆端装置仅利用联邦学习客户端容器单元向云端服务器传递模型参数，而不直接传递本地数据。根据本专利技术的实施例，联邦学习客户端容器单元获取的本地数据，尤其是敏感数据或者是涉及用户个人信息的数据，须经由单独封装的安全接口容器单元获取，从而有助于利用安全接口容器单元进行数据管控和保护。由此，能够提高数据的安全性。借助于上述车辆端装置，能够确保数据信息(特别是涉及隐私的信息)不期望地经由联邦学习客户端容器单元泄漏的可能性非常低。
4、安全接口容器单元尤其可配置成能够获取初始本地数据并对所述初始本地数据进行保护处理，并且仅将经过保护处理的本地数据发送至联邦学习客户端容器单元。所述经过保护处理的本地数据是根据安全接口容器单元的保护规则被允许发送的数据。特别是，联邦学习客户端容器单元用来执行推理任务和训练任务的本地数据都从安全接口容器单元获取。
5、尽管联邦学习本身具有一定的隐私保护特性，然而，在联邦学习系统被大规模地部署在数量众多的车辆中的情况下，信息泄漏的风险仍然较高。例如，联邦学习客户端容器单元可能被恶意入侵，以非法获取车辆端的本地数据。在这种情况下，独立封装的安全接口容器单元能够确保联邦学习客户端容器单元与初始本地数据隔离开，使得通过联邦学习客户端容器单元只能获取根据保护规则被允许发送的数据。因此，上述车辆端装置能够在系统架构层面提高用于车辆的联邦学习系统的安全性。
6、另外，相互独立封装的联邦学习客户端容器单元与安全接口容器单元可由车企内部的不同部门运营。例如，安全接口容器单元可由车企中台部门运营，联邦学习客户端容器单元可由车企算法部门运营。借助于安全接口容器单元，可对联邦学习客户端容器单元所能获取的本地数据进行管控。利用独立封装的联邦学习客户端容器单元与安全接口容器单元，可更高效地管理和维护车辆端装置。
7、特别是，相互独立封装的联邦学习客户端容器单元与安全接口容器单元可由不同的运营方运营。例如，安全接口容器单元可由车企运营，联邦学习客户端容器单元可由第三方运营。借助于安全接口容器单元，车企可对联邦学习客户端容器单元所能获取的本地数据进行管控。
8、在本专利技术的框架下，“容器单元”可以理解为轻量的、独立的、可执行的软件包，所述包具有执行所述软件的条件并且通过名称空间(namespace)、控制组(control groups)、切根(chroot)等将操作系统的资源划分到孤立的组中，由此能够更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。在此，容器单元能够在不同的宿主机器之间转移，而不影响内部软件的运行。通过容器单元能够显著地提升系统灵活性和工作效率。
9、在一个示例性实施例中，安全接口容器单元可配置成能够：接收由车辆的另外的车载功能单元提出的推理需求，并且响应于所述推理需求，将与推理需求相关联的本地数据发送至联邦学习客户端容器单元，以便触发与所述推理需求对应的本地模型基于与推理需求相关联的本地数据执行推理任务。联邦学习客户端容器单元可配置成能够被安全接口容器单元触发而基于接收到的与推理需求相关联的本地数据执行推理任务，并将通过推理任务生成的预测结果发送至安全接口容器单元。安全接口容器单元还可配置成能够将预测结果发送至提出推理需求的所述另外的车载功能单元。在本文中，“另外的车载功能单元”表示车辆所配备的除了车辆端装置之外的其他设备和/或除了车辆端设备的联邦学习客户端容器单元和安全接口容器单元之外的其他软件功能模块)。
10、在一个示例性实施例中，安全接口容器单元可配置成能够将与训练任务相关联的本地数据发送至联邦学习客户端容器单元，以便触发与所述训练任务对应的本地模型基于与训练任务相关联的本地数据执行训练任务。联邦学习客户端容器单元可配置成能够被安全接口容器单元触发而基于接收到的与训练需求相关联的本地数据执行训练任务，并将通过训练任务生成的模型训练结果发送至云端服务器。
11、在一个示例性实施例中，联邦学习客户端容器单元与车辆的另外的车载功能单元的所有通信都经由安全接口容器单元来实现。换言之，来自车辆的任何另外的车载功能单元的数据不能绕过安全接口容器单元直接发送至联邦学习客户端容器单元。由此，通过这种系统架构，可有效地防止联邦学习客户端容器单元获取未经保护处理的初始本地数据。反过来，联邦学习客户端容器单元也不能将数据绕过安全接口容器单元直接发送至所述另外的车载功能单元。
12、在一个示例性实施例中，联邦学习客户端容器单元可仅间接地通过安全接口容器单元连接至车辆的数据总线。换言之，联邦学习客户端容器单元不直接连接至数据总线。由此，可防止联邦学习客户端容器单元获取未经保护处理的初始本地数据。
13、在一个示例性实施例中，保护处理可包括：根据保护规则对初始本地数据进行筛选操作，以便筛除禁止发送至联邦学习客户端容器单元的数据。
14、在一个示例性实施例中，保护处理可包括根据保护规则降低与车辆的位置信息相关的初始本地数据的精度。由此，可防止车辆的具体位置信息被泄露。
15、在一个示例性实施例中，保护处理可包括：根据保护规则对初始本地数据中的图像进行遮挡操作，以便遮挡图像中的涉及隐私的局部部分；和/或根据保护规则对初始本地数据中的图像进行模糊化操作，以便模糊化图像中的涉及隐私的局部部分。
16、在一个示例性实施例中，安全接口容器单元可配置成能够响应于用户的操作而设定和/或修改保护规则。
17、本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种车辆端装置，其中，所述车辆端装置包括相互独立地封装的联邦学习客户端容器单元和安全接口容器单元，其中，
2.根据权利要求1所述的车辆端装置，其中，
3.根据权利要求1或2所述的车辆端装置，其中，
4.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆端装置，其中，
5.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆端装置，其中，
6.根据权利要求5所述的车辆端装置，其中，
7.根据权利要求1-6中任一项所述的车辆端装置，其中，
8.根据权利要求1-7中任一项所述的车辆端装置，其中，
9.根据权利要求1-8中任一项所述的车辆端装置，其中，
10.根据权利要求9所述的车辆端装置，其中，
11.根据权利要求1-10中任一项所述的车辆端装置，其中，
12.一种联邦学习系统，其包括根据权利要求1-11中任一项所述的车辆端装置和云端服务器，所述云端服务器配置成能够接收车辆端装置的联邦学习客户端容器单元发送的模型训练结果，基于所述模型训练结果通过聚合生成全局模型参数，并且将所述全局模型参数发送至联邦学习客户端容器单元。
13.一种车辆，其中，所述车辆包括根据权利要求1-12中任一项所述的车辆端装置。
14.一种联邦学习方法，其中，所述联邦学习方法包括以下步骤：
15.根据权利要求14所述的联邦学习方法，其中，
16.根据权利要求14或15所述的联邦学习方法，其中，
17.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令当被一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器能够执行根据权利要求14-16中任一项所述的联邦学习方法。
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【技术特征摘要】
1.一种车辆端装置，其中，所述车辆端装置包括相互独立地封装的联邦学习客户端容器单元和安全接口容器单元，其中，
2.根据权利要求1所述的车辆端装置，其中，
3.根据权利要求1或2所述的车辆端装置，其中，
4.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆端装置，其中，
5.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆端装置，其中，
6.根据权利要求5所述的车辆端装置，其中，
7.根据权利要求1-6中任一项所述的车辆端装置，其中，
8.根据权利要求1-7中任一项所述的车辆端装置，其中，
9.根据权利要求1-8中任一项所述的车辆端装置，其中，
10.根据权利要求9所述的车辆端装置，其中，
11.根据权利要求1-10中任一项所述的车辆端装置，其中，
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【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，王鹏，祁峰，胡昊，于欣朵，张琪琪，
申请(专利权)人：梅赛德斯奔驰集团股份公司，
类型：发明
国别省市：
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