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Pigeon-SL:恶意客户端下边缘智能的鲁棒分割学习框架

机器学习 2025-08-05 v1 信号处理

摘要

分割学习(SL)的最新进展使其成为网络边缘隐私保护、通信高效的分布式学习的极具前景的框架。然而,SL 的顺序更新过程极易受到单个恶意客户端的影响,从而显著降低模型准确率。为解决此问题,我们提出了 Pigeon-SL,一种基于鸽巢原理的新方案,即使在最多有 N 个客户端为恶意客户端的情况下,也能保证 M 个客户端中至少存在一个完全诚实的集群。在每一轮全局训练中,接入点将客户端划分为 N+1 个集群,通过标准 SL 独立训练每个集群,并在共享数据集上评估它们的验证损失。仅验证损失最低的集群得以推进,从而隔离并丢弃恶意更新。我们进一步提出了 Pigeon-SL+ 以提升训练和通信效率,该方法在选定集群上重复训练,以匹配标准 SL 的更新吞吐量。我们在三种代表性攻击模型——标签翻转、激活和梯度操纵下验证了该方法的鲁棒性和有效性,展示了在未来智能无线网络中,其相比基线 SL 方法在准确率和韧性上的显著提升。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.02235,
  title  = {Pigeon-SL: Robust Split Learning Framework for Edge Intelligence under Malicious Clients},
  author = {Sangjun Park and Tony Q. S. Quek and Hyowoon Seo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.02235},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 14 figures