[發(fā)明專利]一種適用于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的樹狀廣播數(shù)據(jù)同步方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210342809.7
• 申請(qǐng)日: 2022-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN114785810B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文斌;劉少杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L67/1095
• 分類號(hào): H04L67/1095;H04L67/30;H04L67/06;H04L9/32;H04L9/06
• 代理公司: 深圳市廣諾專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44611
• 代理人: 李亞萍

本發(fā)明公開了一種適用于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的樹狀廣播數(shù)據(jù)同步方法，包括如下步驟：S1：中央服務(wù)端選擇若干參與訓(xùn)練的客戶端，所述中央服務(wù)端將所有的所述客戶端排列成完全二叉樹；S2：所述中央服務(wù)端將第一全局模型文件拆分成若干種子文件，并計(jì)算所述第一全局模型文件的第一哈希值和不同的所述子文件對(duì)應(yīng)的第二哈希值；S3：將所述公鑰信息發(fā)送給所有的所述客戶端；S4：所述中央服務(wù)端將所述服務(wù)端信息、所述第一哈希值和所述第二哈希值進(jìn)行拼接，形成迭代配置文件，并計(jì)算所述迭代配置文件的第三哈希值，使用所述私鑰信息對(duì)所述迭代配置文件簽名；S5：所述中央服務(wù)端查詢自身的所述服務(wù)端信息，并向所述子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端逐次發(fā)送所有的所述子文件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人工智能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的樹狀廣播數(shù)據(jù)同步方法。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的聯(lián)邦學(xué)習(xí)的模型同步過(guò)程中，中央服務(wù)端需要每輪向所有的參與方客戶端發(fā)送模型文件，當(dāng)參與方數(shù)量增多時(shí)，所表現(xiàn)出的缺點(diǎn)包括：1、模型文件同步時(shí)間驟增；2、中央服務(wù)端帶寬壓力大大提高；3、由于聯(lián)邦學(xué)習(xí)過(guò)程往往需要大量的客戶端參與，現(xiàn)有的模型同步方法不利于規(guī)模拓展。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出了能夠在多節(jié)點(diǎn)狀態(tài)下使聯(lián)邦學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)同步時(shí)間短并且?guī)捳加梅€(wěn)定，提高聯(lián)邦學(xué)習(xí)參與方規(guī)模的可拓展性和模型訓(xùn)練效率的一種適用于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的樹狀廣播數(shù)據(jù)同步方法。

本發(fā)明提供一種適用于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的樹狀廣播數(shù)據(jù)同步方法包括如下步驟：

S1：中央服務(wù)端選擇若干參與訓(xùn)練的客戶端，所述中央服務(wù)端生成服務(wù)端信息，所述中央服務(wù)端將所有的所述客戶端排列成完全二叉樹，所述中央服務(wù)端位于根節(jié)點(diǎn)，所述客戶端分別位于子節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)；

S2：所述中央服務(wù)端將第一全局模型文件拆分成若干種子文件，并計(jì)算所述第一全局模型文件的第一哈希值和不同的所述子文件對(duì)應(yīng)的第二哈希值；

S3：所述中央服務(wù)端生成公鑰信息和私鑰信息，將所述公鑰信息分發(fā)給所有的所述客戶端，所述客戶端保存所述公鑰信息；

S4：所述中央服務(wù)端將所述服務(wù)端信息、所述第一哈希值和所述第二哈希值進(jìn)行拼接，形成迭代配置文件，并計(jì)算所述迭代配置文件的第三哈希值，最后使用所述私鑰信息對(duì)所述迭代配置文件進(jìn)行簽名，形成簽名結(jié)果，將所述簽名結(jié)果和所述迭代配置文件發(fā)送給所有的所述客戶端，所述客戶端對(duì)所述簽名結(jié)果和所述迭代配置文件進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，并生成驗(yàn)證結(jié)果，驗(yàn)證通過(guò)后保存到本地；

S5：所述中央服務(wù)端查詢自身的所述服務(wù)端信息，并向所述子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端逐次發(fā)送所有的所述子文件，所述子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端接收所述子文件后，所述子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端計(jì)算所述子文件的第四哈希值，并將所述第四哈希值與所述第三哈希值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，如果不同，則向中央服務(wù)端發(fā)送錯(cuò)誤反饋，如果相同，則所述子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端查詢自身的所述服務(wù)端信息，并將所述子文件發(fā)送給下一個(gè)所述子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端，同步接收自身的父節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端發(fā)送的下一個(gè)所述子文件，所述子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端依次對(duì)所述第四哈希值與所述第三哈希值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，如果不同，則向中央服務(wù)端發(fā)送錯(cuò)誤反饋，如果相同，則將所述子文件發(fā)送給下一個(gè)所述子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端，直至所述葉子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端接收到所述子文件；

S6：所有的所述葉子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端將接收的所述子文件進(jìn)行組合得到當(dāng)前迭代輪次的第二全局模型文件，并計(jì)算所述第二全局模型文件的第五哈希值，將所述第五哈希值與所述第一哈希值進(jìn)行對(duì)比，如果相同，則當(dāng)前迭代輪次所述第一全局模型文件同步結(jié)束，如果不同，則重復(fù)S5，直至所有的所述葉子節(jié)點(diǎn)處的所述客戶端完成接收所有的所述子文件。

優(yōu)選的，所述S1中，所述服務(wù)端信息包括樹結(jié)構(gòu)體信息和迭代輪次信息，所述樹結(jié)構(gòu)體信息由若干不同的節(jié)點(diǎn)信息組成，所述節(jié)點(diǎn)信息包括客戶端數(shù)據(jù)接收地址、客戶端唯一標(biāo)識(shí)、客戶端左子節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)和客戶端右子節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)。