論文の概要: Secure Decentralized Learning with Blockchain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.07079v2
• Date: Mon, 11 Mar 2024 21:52:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-14 01:34:48.732125
• Title: Secure Decentralized Learning with Blockchain
• Title（参考訳）: ブロックチェーンによるセキュアな分散学習
• Authors: Xiaoxue Zhang, Yifan Hua and Chen Qian
• Abstract要約: Federated Learning(FL)は、モバイルとIoTデバイスにおける分散機械学習のパラダイムとしてよく知られている。 FLにおける単一障害点問題を回避するため、分散学習(DFL)がモデル集約にピアツーピア通信を使用することが提案されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.795131629462798
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Federated Learning (FL) is a well-known paradigm of distributed machine learning on mobile and IoT devices, which preserves data privacy and optimizes communication efficiency. To avoid the single point of failure problem in FL, decentralized federated learning (DFL) has been proposed to use peer-to-peer communication for model aggregation, which has been considered an attractive solution for machine learning tasks on distributed personal devices. However, this process is vulnerable to attackers who share false models and data. If there exists a group of malicious clients, they might harm the performance of the model by carrying out a poisoning attack. In addition, in DFL, clients often lack the incentives to contribute their computing powers to do model training. In this paper, we proposed Blockchain-based Decentralized Federated Learning (BDFL), which leverages a blockchain for decentralized model verification and auditing. BDFL includes an auditor committee for model verification, an incentive mechanism to encourage the participation of clients, a reputation model to evaluate the trustworthiness of clients, and a protocol suite for dynamic network updates. Evaluation results show that, with the reputation mechanism, BDFL achieves fast model convergence and high accuracy on real datasets even if there exist 30\% malicious clients in the system.
• Abstract（参考訳）: Federated Learning(FL)は、データプライバシを保持し、通信効率を最適化する、モバイルおよびIoTデバイス上での分散機械学習のよく知られたパラダイムである。 FLにおける単一障害点を回避するため、分散パーソナルデバイス上での機械学習タスクの魅力的なソリューションと考えられるモデル集約にピアツーピア通信を使用するために分散フェデレーションラーニング(DFL)が提案されている。 しかし、このプロセスは、偽のモデルとデータを共有する攻撃者には弱い。 悪意のあるクライアントのグループが存在する場合、悪質な攻撃を行うことでモデルの性能を害する可能性がある。 加えて、dflでは、クライアントはモデルトレーニングを行うためのコンピューティング能力に貢献するインセンティブを欠くことが多い。 本稿では,分散モデル検証と監査にブロックチェーンを利用するブロックチェーンベースの分散連合学習(bdfl)を提案する。 bdflには、モデル検証のための監査委員会、クライアントの参加を促すインセンティブメカニズム、クライアントの信頼性を評価する評価モデル、動的ネットワーク更新のためのプロトコルスイートが含まれている。 評価の結果,システム内に悪意のあるクライアントが30～%存在しても,評価機構により,bdflは高速なモデル収束と実データセットの高精度を実現することがわかった。

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