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联邦学习方法、系统、装置以及存储介质

申请号: CN202311667177.2
申请人: 四川警察学院; 成都西电网络安全研究院; 西安电子科技大学
更新日期: 2026-03-09

专利详细信息

项目 内容
专利名称 联邦学习方法、系统、装置以及存储介质
专利类型 发明授权
申请号 CN202311667177.2
申请日 2023/12/7
公告号 CN117436515B
公开日 2024/3/12
IPC主分类号 G06N3/098
权利人 四川警察学院; 成都西电网络安全研究院; 西安电子科技大学
发明人 冷涛; 朱凌波; 苗银宾; 崔艳鹏; 胡建伟; 赵懋骏
地址 四川省泸州市龙透关路186号; 四川省成都市天府新区成都科学城新经济产业园C区7号楼2单元第4层; 陕西省西安市太白南路2号

摘要文本

四川警察学院; 成都西电网络安全研究院; 西安电子科技大学取得“一种透气窗帘布”专利技术,本申请公开了联邦学习方法、系统、装置以及存储介质,涉及信息安全技术领域,本申请包括,客户端,与客户端通信连接的服务器端;客户端下载服务器端的全局模型,多个客户端使用本地数据集对待训练的本地模型进行本地训练,并将训练后的模型梯度发送至服务器端,服务器端对掉线或延迟的客户端的上轮次模型梯度判别方向,对比客户端的本轮次平均梯度进行修正,依据客户端发至的更新的本地模型梯度计算对应聚合权重值,并下发至客户端用于更新、加权聚合,下发下一轮的全局模型参数至各个客户端进行客户端本地模型的更新。本申请基于交替方向乘子法来优化损失函数,并使用对偶变量来解决数据异质性的问题。

专利主权项内容

1.一种联邦学习方法,其特征在于,应用于客户端,所述客户端用于与多个用于进行联邦学习的服务器端通信连接,所述方法,包括:初始化本地模型;更新本地模型,下载服务器端的全局模型用于设置本地损失函数,从本地数据集中选取最小批次数据样本对本地模型训练,训练后获取更新的本地模型;更新对偶变量,采用方向交替乘子法优化,优化本地损失函数;获取更新后的本地模型和更新后的对偶变量,计算更新的本地模型梯度;发送所述更新的本地模型梯度至服务器端,所述服务器端用于与多个用于进行联邦学习的客户端通信连接,所述方法,包括:初始化服务器端,设置服务器端的全局迭代轮数、学习率和聚合更新算法;异步加权修正,对于掉线或延迟的客户端,获取上轮次的所述更新的本地模型梯度,作为延迟梯度并判别方向;分析所述延迟梯度与所述客户端在本轮次平均梯度的夹角是否大于直角度数,并依据分析结果对所述延迟梯度进行修正;对于掉线或延迟的客户端,服务器首先取出之前轮次中所存储的最新延迟梯度,并对其方向进行判别:若,则判断该延迟梯度与该轮平均梯度的夹角大于90度,然后服务器将所有满足该条件的掉线客户端的最新延迟梯度进行累加,并求平均值,记为/>;若,则需要对该延迟梯度进行修正,再用于服务器聚合中;具体的/>,服务器同样对所有需要修正的最新延迟梯度进行累加,然后求取平均值,记为/>,然后对/>用向量投影的方法来调整其方向,即/>;全局模型聚合更新,获取每个客户端发至的所述更新的本地模型梯度并计算对应聚合权重值,依据所述聚合权重值对客户端更新、加权聚合,获取下一轮的全局模型参数,并分发至各个客户端进行下一轮的客户端本地更新,包括对偶变量更新和本地模型更新。