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一种面向联邦学习的端网协同防御方法及系统技术方案

技术编号:42616615 阅读:35 留言:0更新日期:2024-09-03 18:22
本发明专利技术公开了一种面向联邦学习的端网协同防御方法及系统,该方法包括:量化联邦学习系统中用户隐私保护行为对全局模型的收敛性能的影响;基于量化的理论结果对用户的成本进行建模,得到用户关于全局模型收敛性能的成本函数,并进一步对多用户之间的隐私保护决策问题进行建模,得到多阶段隐私保护博弈模型;基于博弈的结构对所述多阶段隐私保护博弈模型进行分析求解,得到用户隐私保护决策的纳什均衡。该系统包括:量化模块、模型构建模块和模型求解模块。通过使用本发明专利技术,在控制个体隐私风险和获取高精度模型的目标间进行权衡,为联邦学习用户的隐私保护行为提供决策参考。本发明专利技术可广泛应用于网络阿娜群领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络安全领域,尤其涉及一种面向联邦学习的端网协同防御方法及系统


技术介绍

1、随着物联网技术和机器学习理论的迅速发展,数据已经成为一种极为宝贵的社会资源。在传统的集中式机器学习框架中,数据来源通常是无保护的物联网设备及其所属用户。因此,这种框架中存在着严重原始数据隐私泄露风险,并且可能违反数据隐私保护相关的法律法规。联邦学习是一种能缓解传统机器学习中的数据隐私问题的分布式机器学习范式。它允许用户在中心服务器的协同下,通过交换本地梯度信息而共同训练一个全局模型,此过程中无需交换他们的原始本地数据。然而,用户在训练过程中仍可能受到梯度攻击,先进的攻击方法甚至可以重建用户的数据库,这对用户的数据安全带来巨大的威胁。目前人们通常采用本地差分隐私机制实现梯度保护,它具有易于实现和隐私保护强度可量化等显著优势。其中,每个用户可以通过注入高斯噪声扰动以保护梯度信息。然而,所添加的高斯噪声会影响联邦学习的收敛性能(即收敛速度和模型准确性)。用户如何在控制个体隐私风险和获取高精度模型的目标间进行权衡,是一个很重要的技术性问题。考虑到用户追求自身利益最大化的自本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向联邦学习的端网协同防御方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种面向联邦学习的端网协同防御方法,其特征在于,所述用户隐私保护行为对全局模型的收敛性能的量化表达式如下:

3.根据权利要求2所述一种面向联邦学习的端网协同防御方法,其特征在于,所述多阶段隐私保护博弈模型的表达式如下:

4.根据权利要求3所述一种面向联邦学习的端网协同防御方法,其特征在于,所述多阶段隐私保护博弈模型的第t个阶段博弈,其表达式如下:

5.根据权利要求4所述一种面向联邦学习的端网协同防御方法,其特征在于,所述基于博弈的结构对所述多阶段隐私保...

【技术特征摘要】

1.一种面向联邦学习的端网协同防御方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种面向联邦学习的端网协同防御方法,其特征在于,所述用户隐私保护行为对全局模型的收敛性能的量化表达式如下:

3.根据权利要求2所述一种面向联邦学习的端网协同防御方法,其特征在于,所述多阶段隐私保护博弈模型的表达式如下:

4.根据权利要求3所述一种面向联邦学习的端网协同防御方法,其特征在于,所述多阶段隐私保护博弈模型的第t个阶段博弈,其表达式如下:

5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:马倩陈旭毛武兴
申请(专利权)人:中山大学
类型:发明
国别省市:

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