计算机应用

作者：张君如, 赵晓焱, 袁培燕

单位：1. 河南师范大学 计算机与信息工程学院, 河南 新乡 453007;2. 教学资源与教育质量评估大数据河南省工程实验室(河南师范大学), 河南 新乡 453007

关键词：联邦学习,机器学习,数据隐私,Xgboost算法,用户行为预测

基金：国家自然科学基金资助项目（U1804164）；河南省科技攻关项目（202102210323）；河南省高等学校重点科研项目（19A510015）。

针对联邦学习算法在用户行为预测中存在的准确率低和运行效率不高等问题，提出一种无损失的联邦学习安全树（FLSectree）算法。首先，通过对损失函数的推导，证明损失函数的一阶偏导数与二阶偏导数为敏感数据，采用特征索引序列的扫描和分裂来返回加密后的最佳分裂点，以保护敏感数据不被泄露；接着，通过对实例空间的更新来继续向下分裂并寻找下一个最佳分裂点，直至满足终止条件后结束训练；最后，利用训练后的结果使得各参与方得到本地算法参数。实验结果表明，FLSectree算法能够在保护数据隐私的前提下有效提高用户行为预测算法的准确率和训练效率，与联邦学习FATE（Federated AI Technology Enabler）框架中的SecureBoost算法相比，FLSectree算法在用户行为预测中的准确率提高了9.09%，运行时间降低了87.42%，训练结果与集中式Xgboost算法一致。

来源：2020年第10期

《计算机应用》期刊编辑部

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