論文の概要: FedRKG: A Privacy-preserving Federated Recommendation Framework via
Knowledge Graph Enhancement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.11089v1
- Date: Sat, 20 Jan 2024 02:38:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-23 18:07:20.939681
- Title: FedRKG: A Privacy-preserving Federated Recommendation Framework via
Knowledge Graph Enhancement
- Title(参考訳): FedRKG:知識グラフの強化によるプライバシ保護フェデレーション推奨フレームワーク
- Authors: Dezhong Yao and Tongtong Liu and Qi Cao and Hai Jin
- Abstract要約: フェデレートラーニング(FL)は、リコメンデーションシステムでデータプライバシをローカルにトレーニングする上で有望なアプローチとして登場した。
最近のグラフニューラルネットワーク(GNN)は、ユーザとアイテム間の高次インタラクションをキャプチャできるため、リコメンデーションタスクで人気を集めている。
本稿では,グローバル知識グラフ(KG)を構築・維持する新しいフェデレーションレコメンデーションシステムであるFedRKGを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 20.214339212091012
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Federated Learning (FL) has emerged as a promising approach for preserving
data privacy in recommendation systems by training models locally. Recently,
Graph Neural Networks (GNN) have gained popularity in recommendation tasks due
to their ability to capture high-order interactions between users and items.
However, privacy concerns prevent the global sharing of the entire user-item
graph. To address this limitation, some methods create pseudo-interacted items
or users in the graph to compensate for missing information for each client.
Unfortunately, these methods introduce random noise and raise privacy concerns.
In this paper, we propose FedRKG, a novel federated recommendation system,
where a global knowledge graph (KG) is constructed and maintained on the server
using publicly available item information, enabling higher-order user-item
interactions. On the client side, a relation-aware GNN model leverages diverse
KG relationships. To protect local interaction items and obscure gradients, we
employ pseudo-labeling and Local Differential Privacy (LDP). Extensive
experiments conducted on three real-world datasets demonstrate the competitive
performance of our approach compared to centralized algorithms while ensuring
privacy preservation. Moreover, FedRKG achieves an average accuracy improvement
of 4% compared to existing federated learning baselines.
- Abstract(参考訳): フェデレートラーニング(FL)は、リコメンデーションシステムでデータプライバシをローカルにトレーニングする上で有望なアプローチとして登場した。
近年,ユーザとアイテム間の高次インタラクションをキャプチャできるため,グラフニューラルネットワーク(GNN)が推奨タスクで人気を集めている。
しかし、プライバシー上の懸念は、全ユーザーアイコングラフのグローバルな共有を妨げる。
この制限に対処するため、いくつかのメソッドはグラフ内の擬似相互作用アイテムやユーザーを作成し、各クライアントに欠けている情報を補う。
残念なことに、これらの手法はランダムノイズを導入し、プライバシーを懸念する。
本稿では,グローバルナレッジグラフ(kg)を公開情報を用いてサーバ上で構築・維持し,高次ユーザ・アイテム間インタラクションを実現する,新しいフェデレーションレコメンデーションシステムであるfederated recommendation systemを提案する。
クライアント側では、関係を意識したGNNモデルが多様なKG関係を利用する。
局所的な相互作用項目とあいまいな勾配を保護するために、擬似ラベルと局所微分プライバシー(LDP)を用いる。
3つの実世界のデータセットで実施された大規模な実験は、プライバシー保護を確保しつつ集中型アルゴリズムと比較して、我々のアプローチの競争力を示す。
さらに、FedRKGは既存のフェデレート学習ベースラインと比較して4%の精度向上を実現している。
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