論文の概要: The Impact of Adversarial Node Placement in Decentralized Federated Learning Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.07946v4
- Date: Tue, 19 Mar 2024 19:25:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-21 22:17:48.081625
- Title: The Impact of Adversarial Node Placement in Decentralized Federated Learning Networks
- Title（参考訳）: 分散化フェデレーション学習ネットワークにおける対立ノード配置の影響
- Authors: Adam Piaseczny, Eric Ruzomberka, Rohit Parasnis, Christopher G. Brinton,
- Abstract要約: 連邦学習(FL)の人気が高まるにつれ、新しい分散フレームワークが広まりつつある。
本稿では,ネットワーク内の配置を協調的に調整できる各種対向配置戦略において,分散FLの性能を解析する。
本稿では,敵同士の平均ネットワーク距離を最大化することにより,敵の中央性よりも敵の拡散を優先する新たな攻撃アルゴリズムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.661122374160369
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: As Federated Learning (FL) grows in popularity, new decentralized frameworks are becoming widespread. These frameworks leverage the benefits of decentralized environments to enable fast and energy-efficient inter-device communication. However, this growing popularity also intensifies the need for robust security measures. While existing research has explored various aspects of FL security, the role of adversarial node placement in decentralized networks remains largely unexplored. This paper addresses this gap by analyzing the performance of decentralized FL for various adversarial placement strategies when adversaries can jointly coordinate their placement within a network. We establish two baseline strategies for placing adversarial node: random placement and network centrality-based placement. Building on this foundation, we propose a novel attack algorithm that prioritizes adversarial spread over adversarial centrality by maximizing the average network distance between adversaries. We show that the new attack algorithm significantly impacts key performance metrics such as testing accuracy, outperforming the baseline frameworks by between $9\%$ and $66.5\%$ for the considered setups. Our findings provide valuable insights into the vulnerabilities of decentralized FL systems, setting the stage for future research aimed at developing more secure and robust decentralized FL frameworks.
- Abstract（参考訳）: 連邦学習(FL)の人気が高まるにつれ、新しい分散フレームワークが広まりつつある。
これらのフレームワークは分散環境の利点を利用して、高速でエネルギー効率の良いデバイス間通信を可能にする。
しかし、この人気の高まりは、堅牢なセキュリティ対策の必要性を増している。
既存の研究はFLセキュリティの様々な側面を探求してきたが、分散ネットワークにおける敵ノード配置の役割はほとんど解明されていない。
本稿では,ネットワーク内の配置を協調的に調整できる様々な敵配置戦略において,分散FLの性能を解析することにより,このギャップを解消する。
ランダムな配置とネットワーク中心性に基づく配置の2つの基本戦略を確立する。
本稿では, 敵同士の平均ネットワーク距離を最大化することにより, 敵中心性よりも敵の拡散を優先する新たな攻撃アルゴリズムを提案する。
新たなアタックアルゴリズムは、テスト精度などの重要なパフォーマンス指標に大きく影響し、考慮されたセットアップに対して、ベースラインフレームワークを9.5%から6.5.%に上回る結果となった。
我々の研究は、分散FLシステムの脆弱性に関する貴重な知見を提供し、よりセキュアで堅牢な分散FLフレームワークを開発することを目的とした将来の研究の舞台となる。
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