[發(fā)明專利]一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110191251.2
• 申請(qǐng)日: 2021-02-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113052331A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王榮;蔡維德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06N20/20
• 分類號(hào): G06N20/20;G06F21/60;G06F21/64;G16Y30/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于，該方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括：

S01、終端設(shè)備和邊緣計(jì)算設(shè)備注冊(cè)和認(rèn)證，各個(gè)終端設(shè)備和邊緣計(jì)算設(shè)備向區(qū)塊鏈進(jìn)行注冊(cè)，區(qū)塊鏈對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，并發(fā)放證書(shū)；

S02、區(qū)塊鏈智能合約創(chuàng)建聯(lián)邦學(xué)習(xí)任務(wù)，初始化訓(xùn)練模型及參數(shù)；

S03、終端設(shè)備加載數(shù)據(jù)樣本，卸載到邊緣計(jì)算設(shè)備上，進(jìn)行本地模型訓(xùn)練；

S04、邊緣計(jì)算設(shè)備將本地訓(xùn)練模型參數(shù)加密之后，上傳至區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)共識(shí)通過(guò)之后，產(chǎn)生新的區(qū)塊；

S05、智能合約對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行聚合，聚合模型參數(shù)，并更新整體的模型；智能合約判斷是否達(dá)到模型預(yù)設(shè)收斂條件，如果沒(méi)有則進(jìn)行下一輪訓(xùn)練，如果到達(dá)則終止聯(lián)邦學(xué)習(xí)任務(wù)；

S06、邊緣計(jì)算設(shè)備基于全局模型信息結(jié)合自己數(shù)據(jù)，訓(xùn)練個(gè)性化模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于，所述步驟S01中物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以是各種智能終端，如手機(jī)、眼鏡、手表、攝像頭、監(jiān)控設(shè)備等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于，所述步驟S01中認(rèn)證方式可以是數(shù)字證書(shū)、令牌認(rèn)證等認(rèn)證方式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于，所述步驟S01中區(qū)塊鏈可以是公有鏈、聯(lián)盟鏈、私有鏈。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于，所述步驟S02中智能合約是運(yùn)行在區(qū)塊鏈上，用戶可以通過(guò)模板創(chuàng)建聯(lián)邦學(xué)習(xí)任務(wù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于，所述步驟S03終端設(shè)備加載數(shù)據(jù)樣本卸載到邊緣計(jì)算設(shè)備上，是通過(guò)加密的方式進(jìn)行傳輸，本地模型訓(xùn)練是通過(guò)梯度訓(xùn)練的方法。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于，所述步驟S04加密方式可以是RSA算法、DSA算法、ECC算法、DH算法等非對(duì)稱加密算法。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于，所述步驟S05將收到的模型參數(shù)進(jìn)行聚合，是通過(guò)智能合約依據(jù)區(qū)塊鏈上的記錄，聚合模型參數(shù)，并更新整體的模型。對(duì)收到的模型參數(shù)更新方法可以使用加權(quán)平均，也可以是中位數(shù)取值。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于，所述步驟S05下一輪訓(xùn)練，區(qū)塊鏈將更新之后的模型下發(fā)至各參與邊緣計(jì)算設(shè)備，從而開(kāi)始新一輪的訓(xùn)練學(xué)習(xí)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于，所述步驟S06訓(xùn)練個(gè)性化模型，每個(gè)設(shè)備根據(jù)自己的本地?cái)?shù)據(jù)重新定義全局模型得到個(gè)性化模型，其中全局模型分低層參數(shù)和高層參數(shù)，個(gè)性化模型是通過(guò)本地?cái)?shù)據(jù)對(duì)全局模型的高層參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，來(lái)學(xué)習(xí)設(shè)備的特定特征。