去中心化联邦学习中的对抗节点放置:最大广度-中心性策略及性能分析
密码学与安全
2025-11-11 v1
摘要
随着联邦学习(FL)的广泛应用,人们对其去中心化变体越来越感兴趣。去中心化FL利用设备之间的快速且节能的点对点通信,无需中央服务器。然而,这为新的安全漏洞打开了大门。尽管FL安全性是热门研究主题,但去中心化FL中的对抗节点放置作用仍基本未被探索。本文通过评估各种协调性对抗节点放置策略对去中心化FL模型训练性能的影响来弥补这一空白。我们改编了两种放置策略线程:基于最大跨度的算法,和网络中心性的方法。基于它们,我们提出了一种新型攻击策略MaxSpAN-FL,这是一种两者范畴的混合方法,根据网络拓扑特征以概率方式调整节点放置。数值实验表明,我们的攻击在各种网络配置和协调性对抗者数量下,均能持续诱导去中心化FL模型性能最大降低。我们还为为什么基于特征向量中心性的攻击在去中心化FL中次优提供了理论支持。总体而言,我们的发现为去中心化FL系统的脆弱性提供了宝贵的见解,为开发更安全和更稳健的去中心化FL框架的未来研究奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2511.06742,
title = {Adversarial Node Placement in Decentralized Federated Learning: Maximum Spanning-Centrality Strategy and Performance Analysis},
author = {Adam Piaseczny and Eric Ruzomberka and Rohit Parasnis and Christopher G. Brinton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.06742},
year = {2025}
}
备注
IEEE Internet of Things Journal