In the ever-changing world of technology, continuous authentication and comprehensive access management are essential during user interactions with a device. Split Learning (SL) and Federated Learning (FL) have recently emerged as promising technologies for training a decentralized Machine Learning (ML) model. With the increasing use of smartphones and Internet of Things (IoT) devices, these distributed technologies enable users with limited resources to complete neural network model training with server assistance and collaboratively combine knowledge between different nodes. In this study, we propose combining these technologies to address the continuous authentication challenge while protecting user privacy and limiting device resource usage. However, the model's training is slowed due to SL sequential training and resource differences between IoT devices with different specifications. Therefore, we use a cluster-based approach to group devices with similar capabilities to mitigate the impact of slow devices while filtering out the devices incapable of training the model. In addition, we address the efficiency and robustness of training ML models by using SL and FL techniques to train the clients simultaneously while analyzing the overhead burden of the process. Following clustering, we select the best set of clients to participate in training through a Genetic Algorithm (GA) optimized on a carefully designed list of objectives. The performance of our proposed framework is compared to baseline methods, and the advantages are demonstrated using a real-life UMDAA-02-FD face detection dataset. The results show that CRSFL, our proposed approach, maintains high accuracy and reduces the overhead burden in continuous authentication scenarios while preserving user privacy.


翻译:在日新月异的技术发展背景下,用户与设备交互过程中的持续认证与全面访问管理至关重要。分割学习与联邦学习近年来已成为训练去中心化机器学习模型的前沿技术。随着智能手机与物联网设备的普及,这些分布式技术使资源受限用户能够借助服务器辅助完成神经网络模型训练,并协同整合不同节点间的知识。本研究提出融合这些技术,在保障用户隐私与限制设备资源消耗的前提下解决持续认证难题。然而,由于分割学习的串行训练特性以及不同规格物联网设备间的资源差异,模型训练速度受到制约。为此,我们采用基于聚类的方法将能力相近的设备分组,以减弱慢速设备的影响,同时过滤掉无法承担模型训练任务的设备。此外,通过同步运用分割学习与联邦学习技术训练客户端,并分析过程开销,我们解决了机器学习模型训练的效能与鲁棒性问题。完成聚类后,我们采用基于精心设计的目标列表优化的遗传算法,遴选最优客户端集参与训练。将所提框架与基线方法进行性能对比,并利用真实UMDAA-02-FD人脸检测数据集展示其优势。实验结果表明,本研究的CRSFL方法在保持高精度的同时,能够在持续认证场景中降低开销负担,并保障用户隐私。

0
下载
关闭预览

相关内容

让 iOS 8 和 OS X Yosemite 无缝切换的一个新特性。 > Apple products have always been designed to work together beautifully. But now they may really surprise you. With iOS 8 and OS X Yosemite, you’ll be able to do more wonderful things than ever before.

Source: Apple - iOS 8
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
以色列军事技术如何持续影响美军战力
专知会员服务
0+阅读 · 16分钟前
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
5+阅读 · 今天5:37
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
4+阅读 · 今天5:35
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天5:24
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
6+阅读 · 4月23日
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
3+阅读 · 4月23日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员