Blockchain-based contribution evaluation scheme for federated learning

Blockchain-based contribution evaluation scheme for federated learning
Xu Haotong1
Liu Lixin1,2
Wang Jingyu1
Zhang Xiaolin1
Wang Yongping1
1. School of Information Engineering, Inner Mongolia University of Science & Technology, Baotou Inner Mongolia 014017, China
2. School of Information, Renmin University of China, Beijing 100872, China

摘要

In order to achieve a fair distribution of benefits in federated learning, an indicator that quantifies the contribution of each data provider to the global model is critical. Aiming at the problems of privacy leakage, opacity and dependence on central server in existing contribution evaluation schemes, this paper proposed a transparent federated learning contribution evaluation scheme based on blockchain. Firstly, this paper proposed an improved Paillier secure aggregation algorithm, which avoided the inference of user local data in the model aggregation stage by joint decryption. Secondly, this paper proposed a method to approximate the contribution based on the gradient of user cumulative submission, which solved the problem of privacy leakage in the existing contribution evaluation scheme. In addition, it integrated the evaluation of the contribution into the consensus process of the blockchain, making the evaluation results auditable. Finally, experiments based on MNIST dataset show that the proposed method can effectively evaluate the contribution.

基金项目

国家自然科学基金资助项目(61662056)
内蒙古自治区自然科学基金资助项目(2019MS06001)
内蒙古高校科学研究项目(NJZY23076)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2022.12.0821
出版期卷: 《计算机应用研究》 Printed Article, 2023年第40卷 第8期
所属栏目: Technology of Blockchain
出版页码: 2258-2265
文章编号: 1001-3695(2023)08-003-2258-08

发布历史

[2023-03-20] Accepted Paper
[2023-08-05] Printed Article

引用本文

徐浩曈, 刘立新, 王静宇, 等. 一种基于区块链的联邦学习贡献评价方案 [J]. 计算机应用研究, 2023, 40 (8): 2258-2265. (Xu Haotong, Liu Lixin, Wang Jingyu, et al. Blockchain-based contribution evaluation scheme for federated learning [J]. Application Research of Computers, 2023, 40 (8): 2258-2265. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

《计算机应用研究》创刊于1984年,是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。

《计算机应用研究》瞄准本学科领域迫切需要的前沿技术,及时反映国内外计算机应用研究的主流技术、热点技术及最新发展趋势。主要刊载内容包括本学科领域高水平的学术论文、本学科最新科研成果和重大应用成果。栏目内容涉及计算机学科新理论、计算机基础理论、算法理论研究、算法设计与分析、区块链技术、系统软件与软件工程技术、模式识别与人工智能、体系结构、先进计算、并行处理、数据库技术、计算机网络与通信技术、信息安全技术、计算机图像图形学及其最新热点应用技术。

《计算机应用研究》拥有众多高层次读者、作者,读者对象主要为从事计算机学科领域高、中级研究人员及工程技术人员,各高等院校计算机专业及相关专业的师生。多年来《计算机应用研究》的总被引频次及Web下载率一直名列本学科同类学术刊物前茅,所刊发的学术论文以其新颖性、学术性、前瞻性、导向性、实用性而备受广大读者的喜爱。


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