一种通信高效的去中心化层次联邦学习架构
传统的联邦学习架构需要一个中央参数服务器来进行模型的收集、聚合和分发,这种中心式的架构过于依赖单个的中央服务器,从而面临中央参数服务器不可信问题和通信拥堵问题。为克服这些难题,将基于区块链的去中心化联邦学习架构与基于边-端-云三层架构的层次联邦学习进行整合,构建一种通信高效的去中心化层次联邦学习架构的方案,整个联邦学习系统划分为不同群组,群组间的交易处理、数据存储、区块共识相互隔离,同时不同群组间的交易可以并行执行,即保障了区块链系统的隐私性,也提升了效率。跨群组之间的消息互通会带上验证信息,是可信和可追溯的。此外,为了提高不同群组间模型传递的通信效率,引入了磁盘冗余阵列中的RAID10思想,采取模型切分与并行传输的策略,将群组内的客户端划分成多个通信组,并将模型拆分成多个部分,通信组并行传输模型的一部分,进一步提升了通信的并发性和通信效率。在Fisco平台搭建起来了相关实验平台,针对MNIST数据集展开了实验。实验结果表明,在采样2类、3类、5类数据样本的情况下分别达到了90.63%、90.67%、91.58%的准确率,同时群组间模型传递的通信效率也得到了提升。
计算机应用研究
2025年05期
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