Federated learning (FL) is a popular paradigm for collaborative training which avoids direct data exposure between clients. However, data privacy issues still remain: FL-trained large language models are capable of memorizing and completing phrases and sentences contained in training data when given with their prefixes. Thus, it is possible for adversarial and honest-but-curious clients to recover training data of other participants simply through targeted prompting. In this work, we demonstrate that a popular and simple fine-tuning strategy, low-rank adaptation (LoRA), reduces memorization during FL up to a factor of 10. We study this effect by performing a medical question-answering fine-tuning task and injecting multiple replicas of out-of-distribution sensitive sequences drawn from an external clinical dataset. We observe a reduction in memorization for a wide variety of Llama 2 and 3 models, and find that LoRA can reduce memorization in centralized learning as well. Furthermore, we show that LoRA can be combined with other privacy-preserving techniques such as gradient clipping and Gaussian noising, secure aggregation, and Goldfish loss to further improve record-level privacy while maintaining performance.


翻译:联邦学习(FL)是一种避免客户端间直接数据暴露的协作训练范式。然而,数据隐私问题依然存在:经过联邦学习训练的大型语言模型在给定前缀时,能够记忆并补全训练数据中包含的短语和句子。因此,恶意或诚实但好奇的客户端仅通过针对性提示即可恢复其他参与者的训练数据。在本工作中,我们证明了一种流行且简单的微调策略——低秩适应(LoRA),可将联邦学习过程中的记忆效应降低高达10倍。我们通过执行医疗问答微调任务并注入来自外部临床数据集的多份分布外敏感序列副本,研究了这种效应。我们在多种Llama 2和3模型中均观察到记忆减少,并发现LoRA在集中式学习中也能降低记忆。此外,我们证明LoRA可与梯度裁剪与高斯噪声注入、安全聚合及Goldfish损失等其他隐私保护技术结合,在保持性能的同时进一步提升记录级隐私保护水平。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
3+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
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
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月26日
Advances and Open Problems in Federated Learning
Arxiv
18+阅读 · 2019年12月10日
Arxiv
14+阅读 · 2019年9月11日
VIP会员
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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
3+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
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