Federated Learning (FL) has been an emerging trend in machine learning and artificial intelligence. It allows multiple participants to collaboratively train a better global model and offers a privacy-aware paradigm for model training since it does not require participants to release their original training data. However, existing FL solutions for vertically partitioned data or decision trees require heavy cryptographic operations. In this paper, we propose a framework named FederBoost for private federated learning of gradient boosting decision trees (GBDT). It supports running GBDT over both vertically and horizontally partitioned data. Vertical FederBoost does not require any cryptographic operation and horizontal FederBoost only requires lightweight secure aggregation. The key observation is that the whole training process of GBDT relies on the ordering of the data instead of the values. We fully implement FederBoost and evaluate its utility and efficiency through extensive experiments performed on three public datasets. Our experimental results show that both vertical and horizontal FederBoost achieve the same level of accuracy with centralized training, where all data are collected in a central server; and they are 4-5 orders of magnitude faster than the state-of-the-art solutions for federated decision tree training; hence offering practical solutions for industrial application.


翻译:联邦学习联合会(FL)是机器学习和人工智能方面新出现的趋势,它使多个参与者能够合作培训更好的全球模型,并为示范培训提供一个隐私意识范例,因为不需要参与者发布原始培训数据。然而,现有垂直分割数据或决策树的FL解决方案需要大量的加密操作。在本文件中,我们提出了一个名为FederBoost的框架,用于私人联合学习梯度增强决策树(GBDT),它支持在垂直和横向分割数据上运行GBDT。垂直和横向分割数据。垂直FederBoost不需要任何加密操作,横向FederBoost只需要轻量级安全汇总。关键观察是,GBDT的整个培训过程依赖于对数据而不是数值的订购。我们全面实施FederBoost,并通过在三个公共数据集上进行的广泛实验来评估其效用和效率。我们的实验结果表明,垂直和横向FederBoost都实现了同一程度的精度,所有数据都收集在中央服务器上;它们提供了4-5级的实际培训,以便更快地应用。

0
下载
关闭预览

相关内容

GBDT(Gradient Boosting Decision Tree) 又叫 MART(Multiple Additive Regression Tree),是一种迭代的决策树算法,该算法由多棵决策树组成,所有树的结论累加起来做最终答案。它在被提出之初就和SVM一起被认为是泛化能力较强的算法。
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
114+阅读 · 2022年4月21日
最新《联邦学习Federated Learning》报告,Federated Learning
专知会员服务
86+阅读 · 2020年12月2日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年2月20日
Arxiv
0+阅读 · 2023年2月19日
Arxiv
19+阅读 · 2022年10月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员