大数据 ›› 2024, Vol. 10 ›› Issue (1): 62-85.doi: 10.11959/j.issn.2096-0271.2022088

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联邦学习的公平性研究综述

朱智韬1,2, 司世景1, 王健宗1, 程宁1, 孔令炜1, 黄章成1, 肖京1   

  1. 1 平安科技(深圳)有限公司,广东 深圳 518063
    2 中国科学技术大学,安徽 合肥 230026
  • 出版日期:2024-01-01 发布日期:2024-01-01
  • 作者简介:朱智韬(1996- ),男,中国科学技术大学硕士生,中国计算机学会会员,现任平安科技(深圳)有限公司算法工程师,主要研究方向为人工智能、联邦学习和推荐系统等。
    司世景(1988- ),男,英国帝国理工学院博士,深圳市海外高层次人才,美国杜克大学人工智能博士后,中国计算机学会会员,现任平安科技(深圳)有限公司资深算法研究员,中国科学技术大学研究生企业导师。至今累计发表机器学习、大数据和人工智能领域国际核心论文20余篇。
    王健宗(1983- ),男,博士,平安科技(深圳)有限公司副总工程师,资深人工智能总监。美国佛罗里达大学人工智能博士后,中国计算机学会(CCF)理事、杰出会员,CCF大数据专家委员会委员,曾任美国莱斯大学电子与计算机工程系研究员,主要研究方向为联邦学习、深度学习、云计算、物联网和元宇宙。
    程宁(1981- ),男,中国科学院自动化研究所博士,中国科学院计算技术研究所博士后,现任平安科技(深圳)有限公司数据挖掘专家,清华大学、中国科学技术大学研究生企业导师。主持广东省自然科学基金项目一项,至今累计发表语音识别和语音合成领域国际核心论文50余篇。
    孔令炜(1995- ),男,平安科技(深圳)有限公司联邦学习团队算法工程师,中国计算机学会会员,主要研究方向为联邦学习系统和安全通信等。
    黄章成(1990- ),男,平安科技(深圳)有限公司联邦学习团队资深算法工程师,人工智能专家,中国计算机学会会员,主要研究方向为联邦学习、分布式计算及系统和加密通信等。
    肖京(1972- ),男,博士,美国卡耐基梅隆大学博士,国家特聘专家。国家新一代普惠金融人工智能开放创新平台技术负责人、深圳市政协委员、深圳市决策咨询委员会委员,兼中国计算机学会深圳分部副主席、广东省人工智能与机器人学会副理事长、深圳市人工智能行业协会会长、深圳市人工智能学会副理事长,清华大学、上海交通大学、同济大学等客座教授。肖京长期从事人工智能与大数据分析挖掘相关领域研究,先后在爱普生美国研究院及美国微软公司担任高级研发管理职务,现任平安集团首席科学家,技术研究院院长,负责人工智能技术研发及在金融、医疗、智慧城市等领域的应用,带领团队树立了多项传统行业智能化经营的标杆。肖京己发表学术论文249篇,美国授权专利101项,中国发明专利155项,参与及承担国家级项目8项。
  • 基金资助:
    广东省重点领域研发计划“新一代人工智能”重大专项(2021B0101400003)

A survey on the fairness of federated learning

Zhitao ZHU1,2, Shijing SI1, Jianzong WANG1, Ning CHENG1, Lingwei KONG1, Zhangcheng HUANG1, Jing XIAO1   

  1. 1 Ping An Technology (Shenzhen) Co., Ltd., Shenzhen 518063, China
    2 University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
  • Online:2024-01-01 Published:2024-01-01
  • Supported by:
    The Key Research and Development Program of Guangdong Province(2021B0101400003)

摘要:

联邦学习使用来自多个参与者提供的数据协同训练全局模型,近年来在促进企业间数据合作方面发挥着越来越重要的作用。另外,联邦学习训练范式常常面临数据不足的困境,因此为联邦学习参与者提供公平性保证以激励更多参与者贡献他们宝贵的资源是非常重要的。针对联邦学习的公平性问题,首先依据公平目标不同,从模型表现均衡、贡献评估公平、消除群体歧视出发进行了联邦学习公平性的3种分类;然后对现有的公平性促进方法进行了深入介绍与比较,旨在帮助研究者开发新的公平性促进方法;最后通过对联邦学习落地过程中的需求进行剖析,提出了未来联邦学习公平性研究的5个方向。

关键词: 联邦学习, 公平性, 表现均衡, 贡献衡量

Abstract:

Federated learning uses data from multiple participants to collaboratively train global models and has played an increasingly important role in recent years in facilitating inter-firm data collaboration.On the other hand, the federal learning training paradigm often faces the dilemma of insufficient data, so it is important to provide assurance of fairness to motivate more participants to contribute their valuable resources.This paper illustrates the issue of fairness in federated learning.Firstly, three classifications of fairness based on different equity goals, from model performance balance, contribution assessment equity, and elimination of group discrimination are proposed, and then we provide indepth introduction and comparison of existing fairness promotion methods, aiming to help researchers develop new fairness promotion methods.Finally, by dissecting the needs in the process of federal learning implementation, five directions for future federated learning fairness research are proposed.

Key words: federated learning, fairness, balance in performance, measure of contributions

中图分类号: 

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