Recent years have witnessed remarkable advancements in machine learning, but with these advances come concerns about data privacy. Machine learning inherently involves learning functions from data, and this process can potentially lead to information leakage through various attacks on the learned model. Additionally, the presence of malicious actors who may poison input data to manipulate the model has become a growing concern. Consequently, the ability to unlearn specific data samples on demand has become critically important. Federated Learning (FL) has emerged as a powerful approach to address these challenges. In FL, multiple participants or clients collaborate to train a single global machine learning model without sharing their training data. However, the issue of machine unlearning is particularly pertinent in FL, especially in scenarios where clients are not fully trustworthy. This paper delves into the investigation of the efficacy of solving machine unlearning problems within the FL framework. The central research question this work tackles is: How can we effectively unlearn the entire dataset from one or multiple clients once an FL training is completed, while maintaining privacy and without access to the data? To address this challenge, we introduce the concept of ”contribution,” which quantifies how much each client contributes to the training of the global FL model. In our implementation, we employ an Encoder-Decoder model on the server’s end to disentangle these contributions as the FL process progresses. Notably, our approach is unique in that there is no existing work that utilizes a similar concept nor similar models. Our findings, supported by extensive experiments on datasets MNIST and FashionMNIST, demonstrate that our proposed approach successfully solves the unlearning task in FL. Remarkably, it achieves results comparable to retraining from scratch without requiring the participation of the specific client whose data needs to be unlearned. Moreover, additional ablation studies indicate the sensitivity of the proposed model to specific structural hyperparameters. / Här har de senaste åren bevittnat enastående framsteg inom maskininlärning, men med dessa framsteg kommer bekymmer om dataskydd. Maskininlärning innebär i grunden att lära sig funktioner från data, och denna process kan potentiellt leda till läckage av information genom olika attacker mot den inlärda modellen. Dessutom har närvaron av illvilliga aktörer som kan förgifta indata för att manipulera modellen blivit en växande oro. Följaktligen har förmågan att avlära specifika datasatser på begäran blivit av avgörande betydelse. Federerad inlärning (FL) har framträtt som en kraftfull metod för att ta itu med dessa utmaningar. I FL samarbetar flera deltagare eller klienter för att träna en enda global maskininlärningsmodell utan att dela sina träningsdata. Emellertid är problemet med maskinavlärande särskilt relevant inom FL, särskilt i situationer där klienterna inte är fullt pålitliga. Denna artikel fördjupar sig i undersökningen av effektiviteten av att lösa problem med maskinavlärande inom FL-ramverket. Den centrala forskningsfråga som detta arbete behandlar är: Hur kan vi effektivt avlära hela datasamlingen från en eller flera klienter när FL-utbildningen är klar, samtidigt som vi bevarar integritet och inte har tillgång till datan? För att ta itu med denna utmaning introducerar vi begreppet ”bidrag,” som kvantifierar hur mycket varje klient bidrar till träningen av den globala FLmodellen. I vår implementering använder vi en Encoder-Decoder-modell på serverns sida för att reda ut dessa bidrag när FL-processen fortskrider. Det är värt att notera att vår metod är unik eftersom det inte finns något befintligt arbete som använder ett liknande koncept eller liknande modeller. Våra resultat, som stöds av omfattande experiment på dataseten MNIST och FashionMNIST, visar att vår föreslagna metod framgångsrikt löser avlärandeuppgiften i FL. Anmärkningsvärt uppnår den resultat som är jämförbara med att träna om från grunden utan att kräva deltagandet av den specifika klient vars data behöver avläras. Dessutom indikerar ytterligare avläggningsstudier känsligheten hos den föreslagna modellen för specifika strukturella hyperparametrar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-344385 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Wang, Yixiong |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:933 |
Page generated in 0.0028 seconds