Robust Federated Learning Approach against Poisoning Attacks using Capsule Neural Networks
محل انتشار: ماهنامه بین المللی مهندسی، دوره: 38، شماره: 5
سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 254
فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_IJE-38-5_017
تاریخ نمایه سازی: 7 بهمن 1403
چکیده مقاله:
The expansion of machine learning applications across different domains has given rise to a growing interest in tapping into the vast reserves of data generated by edge devices. To preserve data privacy, federated learning was developed as a collaboratively decentralized privacy-preserving technology to overcome the challenges of data silos and data sensibility. This technology faces certain limitations due to the limited network connectivity of mobile devices and malicious attackers. In addition, data samples across all devices are typically not independent and identically distributed, which presents additional challenges to achieve convergence in fewer communication rounds. In this paper, we have simulated attacks, namely Byzantine, label flipping, and noisy data attacks, besides non-IID data. We proposed Robust federated learning against poisoning attacks (RFCaps) to increase security and accelerate convergence. RFCaps incorporate a prediction-based clustering and a gradient quality evaluation method to prevent attackers from the aggregation phase by applying multiple filters and accelerating convergence using the highest quality gradients. Compared to MKRUM, COMED, TMean, and FedAvg algorithms, RFCap has high robustness in the presence of attackers and has achieved a higher accuracy of up to ۸۰% on both MNIST and Fashion-MNIST datasets.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
M. Sorkhpour
Faculty of Computer Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
M. Rezvani
Faculty of Computer Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
E. Tahanian
Faculty of Computer Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
M. Fateh
Faculty of Computer Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :