Daily Arxiv

전 세계에서 발간되는 인공지능 관련 논문을 정리하는 페이지 입니다.
본 페이지는 Google Gemini를 활용해 요약 정리하며, 비영리로 운영 됩니다.
논문에 대한 저작권은 저자 및 해당 기관에 있으며, 공유 시 출처만 명기하면 됩니다.

SenseCrypt: Sensitivity-guided Selective Homomorphic Encryption for Joint Federated Learning in Cross-Device Scenarios

Created by
  • Haebom

저자

Borui Li, Li Yan, Junhao Han, Jianmin Liu, Lei Yu

개요

본 논문은 연합 학습(FL)에서 동형암호(HE)의 높은 오버헤드와 적응 비용 문제를 해결하기 위해 Sensitivity-guided selective Homomorphic EnCryption framework인 SenseCrypt를 제안합니다. SenseCrypt는 모델 파라미터의 민감도를 기반으로 클라이언트별로 암호화할 파라미터를 선택적으로 결정하여 보안과 오버헤드 간의 균형을 맞춥니다. 먼저, 데이터 분포가 유사한 클라이언트들을 클러스터링하고, 각 클러스터 내에서 암호화 가능한 파라미터 비율을 산정합니다. 마지막으로, 각 클라이언트에 대해 오버헤드를 최소화하고 보안을 극대화하는 다목적 모델 파라미터 선택 최적화 문제를 해결합니다. 실험 결과, SenseCrypt는 기존 HE 방법에 비해 훈련 시간을 58.4%-88.7% 단축하면서 동시에 최신 역공격에 대한 보안을 유지하고 IID 데이터와 유사한 모델 정확도를 달성함을 보여줍니다.

시사점, 한계점

시사점:
연합 학습에서 동형암호의 오버헤드 문제를 효과적으로 해결하는 새로운 프레임워크를 제시합니다.
데이터 분포 유사성을 고려하여 클라이언트별로 선택적인 암호화를 수행함으로써 보안과 효율성을 동시에 향상시킵니다.
실험 결과를 통해 SenseCrypt의 우수한 성능(훈련 시간 단축, 보안 유지, 정확도 유지)을 검증합니다.
한계점:
제안된 클러스터링 및 스코어링 메커니즘의 최적성에 대한 추가적인 분석이 필요할 수 있습니다.
다양한 데이터 분포 및 시스템 환경에 대한 SenseCrypt의 일반화 성능에 대한 추가적인 연구가 필요합니다.
실험 환경의 특수성으로 인해 실제 환경에서의 성능이 다를 가능성이 있습니다.
👍