[發明專利]一種基于聯邦學習的數據安全可信共享方法和裝置

在審

• 申請號: 202011439695.5
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112632013A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 司志堅;雷振江;楊超;田小蕾;熊志敏;王超;張子炎;馬曉寧
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司物資分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F16/176
• 分類號: G06F16/176;G06F16/14;G06N20/00;G06F21/64;G06Q40/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王治東

1.一種基于聯邦學習的數據安全可信共享方法，其特征在于，用于基于許可鏈的兩層式內生可信共享架構，包括許可鏈層和設備層，許可鏈層包括多個形成許可鏈的許可鏈節點，設備層包括多個設備節點；

每個設備節點與對應的許可鏈節點連接；

所述方法包括：

將任一設備節點產生的數據共享請求發送給其上級的許可鏈節點，且把該設備節點作為數據請求節點，其中，所述數據共享請求包括此次數據共享任務的數據類型要求以及任務指標要求；

接收到數據共享請求的許可鏈節點通過許可鏈進行相關節點檢索，確定參與本次數據共享任務的設備節點作為聯邦學習節點；

每個聯邦學習節點基于本地相關數據進行訓練得到本地數據模型，并在訓練完成后將本地數據模型發送給其他聯邦學習節點，且在收到其他聯邦學習節點的本地數據模型后，每個所述聯邦學習節點會將自身的本地數據模型與其他聯邦學習節點的本地數據模型共同訓練，直至其中一個聯邦學習節點接收到所有其他聯邦學習節點的本地數據模型進行訓練得到全局數據模型；

將所述全局數據模型發送給數據請求節點。

2.根據權利要求1所述的基于聯邦學習的數據安全可信共享方法，其特征在于，接收到數據共享請求的許可鏈節點通過許可鏈進行相關節點檢索，確定參與本次數據共享任務的設備節點作為聯邦學習節點，包括：

接收到數據共享請求的許可鏈節點通過許可鏈進行相關節點檢索，得到與本次數據共享任務相關的設備節點集合；

從所述設備節點集合中按照信譽值進行篩選，確定信譽值大于等于信譽閾值的設備節點作為高信譽值節點集合；

根據所述高信譽值節點集合中的每個設備節點的報價以及數據請求節點對于數據來源多樣性的要求進行篩選，得到報價較低的設備節點作為所述聯邦學習節點。

3.根據權利要求2所述的基于聯邦學習的數據安全可信共享方法，其特征在于，在聯邦學習結束后，所述方法還包括：

對各個所述聯邦學習節點的信譽值進行更新，并給予各個所述聯邦學習節點回報；

其中，所述回報包括基本回報和額外獎勵回報。

4.根據權利要求3所述的基于聯邦學習的數據安全可信共享方法，其特征在于，對各個所述聯邦學習節點的信譽值進行更新，包括：

每個聯邦學習節點對接收到的其他聯邦學習節點的本地數據模型進行測試，得到對應的評分；

基于所述評分，得到該聯邦學習節點在當前階段的信譽值變化量；

基于該聯邦學習節點上一階段的信譽值，和當前階段的信譽值變化量，得到當前階段的該聯邦學習節點的信譽值。

5.根據權利要求3所述的基于聯邦學習的數據安全可信共享方法，其特征在于，給予各個所述聯邦學習節點額外獎勵回報，包括：

根據各個聯邦學習節點的工作質量、節點的基本回報總和以及額外獎勵回報總和與基本回報總和的比值，確定給予各個所述聯邦學習節點的額外獎勵回報；

其中，所述聯邦學習節點的工作質量包括聯邦學習節點訓練的模型質量和聯邦學習節點的數據模型訓練時間。

6.根據權利要求2所述的基于聯邦學習的數據安全可信共享方法，其特征在于，所述方法還包括：

確定執行共識過程的多個設備節點，基于所述信譽值選擇其中一個設備節點作為領導節點；

所述領導節點收集交易記錄，將所述交易記錄寫入一個臨時區塊內；

所述領導節點將所述臨時區塊廣播至執行共識過程的其他設備節點，以使其他設備節點對所述臨時區塊內的交易記錄進行驗證；

若驗證通過的設備節點占執行共識過程的設備節點的比值高于閾值，則所述領導節點將攜帶其簽名信息的臨時區塊發送給其他所有的設備節點，并將該臨時區塊記錄于區塊鏈內。

7.根據權利要求6所述的基于聯邦學習的數據安全可信共享方法，其特征在于，基于所述信譽值選擇其中一個設備節點作為領導節點，包括：

在信譽值最高的設備節點存在一個的情況下，將該設備節點作為領導節點；

在信譽值最高的設備節點存在多個的情況下，選擇其中一個作為領導節點。