文档名：面向可信联邦学习公平性的研究综述
摘要：联邦学习能够促进多方参与者之间的数据共享和协同计算,其已经成为一种流行的分布式机器学习范式.联邦学习目前的研究主要集中在性能提升和隐私保护方面.近年来,随着可信人工智能研究的深入,可信联邦学习的研究也受到越来越多的关注.其中,保证联邦学习的公平性是面临的关键问题之一.提升联邦学习的公平性能够保证客户端参与的积极性和联邦学习训练的可持续性.然而,由于联邦学习中通常存在着数据异构性和设备异构性,传统的联邦学习方法会导致客户端之间具有很大的差异,无法保证所有参与者之间的公平,这会极大地影响用户参与联邦学习的动力.基于此,对近年来联邦学习公平性的研究方法进行全面归纳梳理与深度探讨分析.首先对当前联邦学习公平性研究的主要方向进行划分,并对每个方向的公平性定义与评价标准进行了解释及对比.随后详细探讨了联邦学习公平性不同方向面临的挑战和主要解决方案.最后对联邦学习公平性研究中常用的数据集、实验场景设置和公平评价指标进行了归纳梳理,并对未来研究方向与发展趋势进行探讨和展望.
Abstract：Federatedlearningisadistributedmachinelearningparadigmthatfacilitatesdatasharingandcollaborativecomputingamongmultipleparticipants.Currently,researchonfederatedlearningprimarilyfocusesonperformanceim-provementandprivacyprotection.Withtheemergenceoftrustworthyartificialintelligence,theresearchontrustworthyfed-eratedlearningmethodshasgainedmoreattention,andensuringfairnessinfederatedlearningisoneofthemainchalleng-es.Improvingthefairnessoffederatedlearningcanmotivatetheenthusiasmofclientsandensurethesustainabilityoffeder-atedlearningtraining.However,duetotheheterogeneityofdataanddevicesinfederatedlearning,traditionalfederatedlearningmethodsmayleadtosignificantperformancedifferencesbetweenclients,whichmayhinderfairnessamongallpar-ticipantsandsignificantlyimpactthemotivationofuserstoparticipateinfederatedlearning.Basedonthis,thispaperpro-videsacomprehensivereviewoftheresearchmethodsoffairnessinfederatedlearning.Firstly,wecategorizethemainre-searchdirectionsoffairnessinfederatedlearning,elaboratesthedefinitionandcomparestheevaluationcriteriaoffairnessineachdirection.Next,wediscussthechallengesandmainsolutionsforimprovingfairnessinfederatedlearningineachdi-rection.Then,wesummarizethecommonlyuseddatasets,experimentalscenarios,andfairnessevaluationmetricsinthestudyoffairness.Finally,weprospectivelyexplorethefutureresearchdirectionsanddevelopmenttrendsoffairnessinfed-eratedlearning.
作者：陈颢瑜 李浥东 张洪磊 陈乃月Author：CHENHao-yu LIYi-dong ZHANGHong-lei CHENNai-yue
作者单位：北京交通大学计算机与信息技术学院,北京100044;交通大数据与人工智能教育部重点实验室,北京100044
刊名：电子学报 ISTICEIPKU
Journal：ActaElectronicaSinica
年，卷(期)：2023, 51(10)
分类号：TP309TP399
关键词：可信赖 联邦学习 公平性 数据异构 协同计算
Keywords：trustworthy federatedlearning fairness dataheterogeneity collaborativecomputing
机标分类号：
在线出版日期：2024年1月17日
基金项目：面向可信联邦学习公平性的研究综述[
期刊论文] 电子学报--2023, 51(10)陈颢瑜 李浥东 张洪磊 陈乃月联邦学习能够促进多方参与者之间的数据共享和协同计算,其已经成为一种流行的分布式机器学习范式.联邦学习目前的研究主要集中在性能提升和隐私保护方面.近年来,随着可信人工智能研究的深入,可信联邦学习的研究也受到越...参考文献和引证文献
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