The development of innovative applications of Artificial Intelligence (AI) is inseparable from the sharing of public data. However, as people strengthen their awareness of the protection of personal data privacy, it is more and more difficult to collect data from multiple data sources and there is also a risk of leakage in unified data management. But neural networks need a lot of data for model learning and analysis. Federated learning (FL) can solve the above difficulties. It allows the server to learn from the local data of multiple clients without collecting them. This thesis mainly deploys FL on the Raspberry Pi (RPi) and achieves federated averaging (FedAvg) as aggregation method. First in the simulation, we compare the difference between FL and centralized learning (CL). Then we build a reliable communication system based on socket on testbed and implement FL on those devices. In addition, the Paillier encryption algorithm is configured for the communication in FL to avoid model parameters being exposed to public network directly. In other words, the project builds a complete and secure FL system based on hardware. / Utvecklingen av innovativa applikationer för artificiell intelligens (AI) är oskiljaktig från delning av offentlig data. Men eftersom människor stärker sin medvetenhet om skyddet av personuppgiftsskydd är det allt svårare att samla in data från flera datakällor och det finns också risk för läckage i enhetlig datahantering. Men neurala nätverk behöver mycket data för modellinlärning och analys. Federated learning (FL) kan lösa ovanstående svårigheter. Det gör det möjligt för servern att lära av lokala klientdata utan att samla in dem. Denna avhandling använder huvudsakligen FL på Raspberry Pi (RPi) och uppnår federerad genomsnitt (FedAvg) som aggregeringsmetod. Först i simuleringen jämför vi skillnaden mellan FL och CL. Sedan bygger vi ett pålitligt kommunikationssystem baserat på uttag på testbädd och implementerar FL på dessa enheter. Dessutom är Paillier -krypteringsalgoritmen konfigurerad för kommunikation i FL för att undvika att modellparametrar exponeras för det offentliga nätverket direkt. Med andra ord bygger projektet ett komplett och säkert FL -system baserat på hårdvara.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-308821 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Wang, Wenhao |
| 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 ; 2021:901 |
Page generated in 0.0017 seconds