面向Non-IID联邦学习的自适应隐私预算分配:研究现状与挑战
Adaptive privacy budget allocation for non-iid federated learning: research status and challenges
佳木斯大学信息电子技术学院, 黑龙江 佳木斯 154007
摘要
针对联邦学习(Federated Learning,FL)在非独立同分布(Non-IID)环境下因梯度敏感度差异显著导致传统固定隐私预算分配失效的问题,系统综述了自适应隐私预算分配(Adaptive Privacy Budget Allocation,PBA)的方法与技术进展。自适应隐私预算分配策略作为平衡分布式系统隐私强度与模型效用的核心工具,在解决梯度扭曲及模型收敛困难方面具有重要意义。首先构建了涵盖统计度量、学习算法及规则博弈三类主流方法的分类框架;深入剖析了基于库尔贝克-莱布勒(Kullback-Leibler,KL)散度与Wasserstein距离的统计量化机制,探讨了强化学习(Reinforcement Learning,RL)与元学习(Meta-Learning)的决策优化机理,并论述了基于阈值规则、纳什均衡(Nash Equilibrium)及激励机制的博弈协调逻辑;最后总结了隐私预算在量化度量、计算开销与系统公平性等维度面临的挑战,并对自动化隐私保护(Auto-DP)与大语言模型(Large Language Model,LLM)隐私微调等未来趋势进行了展望,为构建高效、稳健的分布式隐私安全体系提供了理论参考。
基金项目
黑龙江省自然科学基金联合基金培育项目(PL2024F002)
黑龙江省省属本科高校优秀青年教师基础研究支持计划(YQJH2024239)
黑龙江省省属高等学校基本科研业务费优秀创新团队建设项目(2022-KYYWF-0654)
佳木斯大学"东极"学术团队(DJXSTD202417)
黑龙江省自主智能与信息处理重点实验室开放课题(ZZXC202302)
佳木斯大学博士专项科研启动项目(项目编号:JMSUBZ2024-07)
佳木斯市科技计划创新激励类项目(GY2025JL0004)
国家外国专家重点支持项目(D20250185)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2025.12.0539
出版期卷: 《计算机应用研究》 优先出版, 2026年第43卷 第10期
发布历史
[2026-07-03] 优先出版
引用本文
何丽丽, 李金红, 张磊, 等. 面向Non-IID联邦学习的自适应隐私预算分配:研究现状与挑战 [J]. 计算机应用研究, 2026, 43 (10). (2026-07-30). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.12.0539. (He Lili, Li Jinhong, Zhang Lei, et al. Adaptive privacy budget allocation for non-iid federated learning: research status and challenges [J]. Application Research of Computers, 2026, 43 (10). (2026-07-30). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.12.0539. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
《计算机应用研究》创刊于1984年,是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。
《计算机应用研究》瞄准本学科领域迫切需要的前沿技术,及时反映国内外计算机应用研究的主流技术、热点技术及最新发展趋势。主要刊载内容包括本学科领域高水平的学术论文、本学科最新科研成果和重大应用成果。栏目内容涉及计算机学科新理论、计算机基础理论、算法理论研究、算法设计与分析、区块链技术、系统软件与软件工程技术、模式识别与人工智能、体系结构、先进计算、并行处理、数据库技术、计算机网络与通信技术、信息安全技术、计算机图像图形学及其最新热点应用技术。
《计算机应用研究》拥有众多高层次读者、作者,读者对象主要为从事计算机学科领域高、中级研究人员及工程技术人员,各高等院校计算机专业及相关专业的师生。多年来《计算机应用研究》的总被引频次及Web下载率一直名列本学科同类学术刊物前茅,所刊发的学术论文以其新颖性、学术性、前瞻性、导向性、实用性而备受广大读者的喜爱。
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