Current federated learning (FL) approaches view decentralized training data as a single table, divided among participants either horizontally (by rows) or vertically (by columns). However, these approaches are inadequate for handling distributed relational tables across databases. This scenario requires intricate SQL operations like joins and unions to obtain the training data, which is either costly or restricted by privacy concerns. This raises the question: can we directly run FL on distributed relational tables? In this paper, we formalize this problem as relational federated learning (RFL). We propose TablePuppet, a generic framework for RFL that decomposes the learning process into two steps: (1) learning over join (LoJ) followed by (2) learning over union (LoU). In a nutshell, LoJ pushes learning down onto the vertical tables being joined, and LoU further pushes learning down onto the horizontal partitions of each vertical table. TablePuppet incorporates computation/communication optimizations to deal with the duplicate tuples introduced by joins, as well as differential privacy (DP) to protect against both feature and label leakages. We demonstrate the efficiency of TablePuppet in combination with two widely-used ML training algorithms, stochastic gradient descent (SGD) and alternating direction method of multipliers (ADMM), and compare their computation/communication complexity. We evaluate the SGD/ADMM algorithms developed atop TablePuppet by training diverse ML models. Our experimental results show that TablePuppet achieves model accuracy comparable to the centralized baselines running directly atop the SQL results. Moreover, ADMM takes less communication time than SGD to converge to similar model accuracy.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
AdarGCN: Adaptive Aggregation GCN for Few-Shot Learning
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员