Federated learning (FL), thanks in part to the emergence of the edge computing paradigm, is expected to enable true real-time applications in production environments. However, its original dependence on a central server for orchestration raises several concerns in terms of security, privacy, and scalability. To solve some of these worries, blockchain technology is expected to bring decentralization, robustness, and enhanced trust to FL. The empowerment of FL through blockchain (also referred to as FLchain), however, has some implications in terms of ledger inconsistencies and age of information (AoI), which are naturally inherited from the blockchain's fully decentralized operation. Such issues stem from the fact that, given the temporary ledger versions in the blockchain, FL devices may use different models for training, and that, given the asynchronicity of the FL operation, stale local updates (computed using outdated models) may be generated. In this paper, we shed light on the implications of the FLchain setting and study the effect that both the AoI and ledger inconsistencies have on the FL performance. To that end, we provide a faithful simulation tool that allows capturing the decentralized and asynchronous nature of the FLchain operation.


翻译:联邦学习(FL),部分由于出现了边际计算模式,预计能够在生产环境中实现真正的实时应用,然而,最初依赖中央服务器进行管弦工作,在安全、隐私和可伸缩性方面引起若干关切。为解决其中的一些问题,预计链式技术将带来权力下放、稳健和增强对FL的信任。通过块状链(也称为FL链)增强FL的能力,但从分类账的不一致性和信息年龄(AoI)的角度来看,具有一定的影响,这些信息自然地从块链完全分散的操作中继承而来(AoI),这类问题源于以下事实:鉴于块状链中的临时分类账版本,FL装置可能使用不同的培训模式,而鉴于FL操作的不连贯性,可能会产生不固定的本地更新(使用过时的模型)。然而,我们在本文件中阐述了FL链式设置的影响,并研究了AoI和分类账的不一致对FL性表现的影响。为此,我们提供了一种忠实的模拟工具,可以将分散式链式的操作作为FL性质。

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